JPWO2016056442A1 - ショベル - Google Patents

ショベル Download PDF

Info

Publication number
JPWO2016056442A1
JPWO2016056442A1 JP2016553060A JP2016553060A JPWO2016056442A1 JP WO2016056442 A1 JPWO2016056442 A1 JP WO2016056442A1 JP 2016553060 A JP2016553060 A JP 2016553060A JP 2016553060 A JP2016553060 A JP 2016553060A JP WO2016056442 A1 JPWO2016056442 A1 JP WO2016056442A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
hydraulic
hydraulic oil
pump
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016553060A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6740132B2 (ja
Inventor
英祐 松嵜
英祐 松嵜
石山　寛
寛 石山
塚根　浩一郎
浩一郎 塚根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Publication of JPWO2016056442A1 publication Critical patent/JPWO2016056442A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6740132B2 publication Critical patent/JP6740132B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/308—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working outwardly
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217—Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232—Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2267—Valves or distributors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2292—Systems with two or more pumps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/027—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices
    • F15B1/033—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices with electrical control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/17—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors using two or more pumps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/40—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets
    • E02F3/401—Buckets or forks comprising, for example, shock absorbers, supports or load striking scrapers to prevent overload
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2271—Actuators and supports therefor and protection therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2201/00—Accumulators
    • F15B2201/50—Monitoring, detection and testing means for accumulators
    • F15B2201/51—Pressure detection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F15B2211/212—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7058—Rotary output members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/88—Control measures for saving energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

本発明の実施例に係るショベルは、第１ポンプ１４Ｌと、第２ポンプ１４Ｒと、旋回用油圧モータ２１と、旋回減速中に旋回用油圧モータ２１から作動油を受けてエンジンアシストトルクを生成可能なポンプ・モータ１４Ａと、旋回減速中に旋回用油圧モータ２１から流出する作動油を蓄積するアキュムレータ８０と、吐出ポート２１Ｌとポンプ・モータ１４Ａ及びアキュムレータ８０との間の連通・遮断を切り替える再生弁２２Ｇと、再生弁２２Ｇを制御するコントローラ３０とを有する。旋回減速中、コントローラ３０は、再生弁２２Ｇの開度を調整して旋回流出圧を旋回制動目標圧とし、且つ、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油を同じ圧力でポンプ・モータ１４Ａ及びアキュムレータ８０に流入させる。

Description

本発明は、複数の油圧ポンプと、油圧ポンプ及び油圧モータの少なくとも一方として機能する少なくとも１つの油圧装置とを含む油圧回路を搭載するショベルに関する。
３つの油圧ポンプのそれぞれから供給される作動油によって同時に駆動されるブームシリンダ、アームシリンダ、及びバケットシリンダを備えた建設機械用の油圧システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この油圧システムは、ブーム、アーム、及びバケットで構成される作業装置の駆動速度を増速させるために３つの油圧ポンプのそれぞれから供給される作動油を合流させてブーム、アーム、及びバケットのそれぞれに対応するシリンダに流入させている。
特開２０１０−４８４１７号公報
しかしながら、上述の油圧システムは、ブームシリンダ、アームシリンダ、及びバケットシリンダを同時に駆動した場合のそれぞれの負荷圧の違いについては言及していない。そのため、負荷圧差によるエネルギ損失の発生を防止できず、３つの油圧ポンプを効率的に動作させているとは言い難い。
上述に鑑み、複数の油圧ポンプと、油圧ポンプ及び油圧モータの少なくとも一方として機能する少なくとも１つの油圧装置とをより効率的に動作させることができる油圧回路を搭載するショベルを提供することが望ましい。
本発明の実施例に係るショベルは、複数の油圧ポンプを有するショベルであって、旋回用油圧モータと、旋回加速中に前記旋回用油圧モータの吸入ポート側から流出する作動油、又は、旋回減速中に前記旋回用油圧モータの吐出ポート側から流出する作動油を受けてエンジンアシストトルクを生成可能な油圧モータと、前記流出する作動油を蓄積可能なアキュムレータと、前記吸入ポート又は前記吐出ポートと前記油圧モータ及び前記アキュムレータとの間の連通・遮断を切り替える開度調整可能な開閉弁と、前記開閉弁を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記開閉弁の開度を調整して前記流出する作動油の圧力を所定の目標圧とし、且つ、前記流出する作動油を同じ圧力で前記油圧モータ及び前記アキュムレータのそれぞれに流入させる。
また、本発明の実施例に係るショベルは、複数の油圧ポンプを有するショベルであって、
旋回用油圧モータと、旋回加速中に前記旋回用油圧モータの吸入ポート側から流出する作動油、又は、旋回減速中に前記旋回用油圧モータの吐出ポート側から流出する作動油を蓄積可能なアキュムレータと、前記吸入ポート又は前記吐出ポートと前記アキュムレータとの間の連通・遮断を切り替える開度調整可能な開閉弁と、前記開閉弁を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記開閉弁の開度を調整して前記流出する作動油の圧力を所定の目標圧とし、且つ、前記流出する作動油を前記アキュムレータに流入させる。
上述の手段により、複数の油圧ポンプと、油圧ポンプ及び油圧モータの少なくとも一方として機能する少なくとも１つの油圧装置とをより効率的に動作させることができる油圧回路を搭載するショベルを提供することができる。
ショベルの側面図である。 図１のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す概略図である。 図１のショベルに搭載される油圧回路の別の構成例を示す概略図である。 掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 掘削動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。 背圧回生によるエンジンのアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 背圧回生によるエンジンのアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。 アキュムレータアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 アキュムレータアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。 背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。 背圧回生によるエンジンのアシストを伴う排土動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 背圧回生によるエンジンのアシストを伴う排土動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。 背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う排土動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う排土動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。 背圧回生によるアキュムレータの蓄圧を伴う排土動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 背圧回生によるアキュムレータの蓄圧を伴う排土動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。 アキュムレータの蓄圧を伴うブーム下げ旋回減速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 アキュムレータの蓄圧を伴うブーム下げ旋回減速動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。 エンジンのアシスト及びアキュムレータの蓄圧を伴う旋回減速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 油圧システムの制御の流れを示す制御ブロック線図である。 旋回減速処理の流れを示すフローチャートである。 エンジンのアシスト及びアキュムレータの蓄圧を伴う旋回減速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 エンジンのアシスト及びアキュムレータの蓄圧を伴う旋回減速動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。 エンジンのアシスト及びアキュムレータの蓄圧を伴う旋回加速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 旋回加速処理の流れを示すフローチャートである。 エンジンのアシスト及びアキュムレータの蓄圧を伴う旋回加速動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。 アキュムレータの蓄圧を伴う旋回加速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。 アキュムレータの蓄圧を伴う旋回加速動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。
図１は、本発明が適用されるショベルを示す側面図である。ショベルの下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３には、ブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはバケット６が取り付けられている。作業要素としてのブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体３には、キャビン１０が設けられ、且つエンジン１１等の動力源及びコントローラ３０等が搭載される。
コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部としての制御装置である。本実施例では、コントローラ３０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)及び内部メモリを含む演算処理装置で構成され、内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムをＣＰＵに実行させて各種機能を実現する。
図２は、図１のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す概略図である。本実施例では、油圧回路は、主に、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、ポンプ・モータ１４Ａ、コントロールバルブ１７、及び油圧アクチュエータを含む。油圧アクチュエータは、主に、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回用油圧モータ２１、及びアキュムレータ８０を含む。
ブームシリンダ７は、ブーム４を昇降させる油圧シリンダであり、ボトム側油室とロッド側油室との間には再生弁７ａが接続され、ボトム側油室側には保持弁７ｂが設置される。また、アームシリンダ８は、アーム５を開閉させる油圧シリンダであり、ボトム側油室とロッド側油室との間には再生弁８ａが接続され、ロッド側油室側には保持弁８ｂが設置される。また、バケットシリンダ９は、バケット６を開閉させる油圧シリンダであり、ボトム側油室とロッド側油室との間には再生弁９ａが接続される。
旋回用油圧モータ２１は、上部旋回体３を旋回させる油圧モータであり、ポート２１Ｌ、２１Ｒがそれぞれリリーフ弁２２Ｌ、２２Ｒを介して作動油タンクＴに接続され、シャトル弁２２Ｓを介して再生弁２２Ｇに接続され、且つ、チェック弁２３Ｌ、２３Ｒを介して作動油タンクＴに接続される。
リリーフ弁２２Ｌは、ポート２１Ｌ側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、ポート２１Ｌ側の作動油を作動油タンクＴに排出する。また、リリーフ弁２２Ｒは、ポート２１Ｒ側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、ポート２１Ｒ側の作動油を作動油タンクＴに排出する。
シャトル弁２２Ｓは、ポート２１Ｌ側及びポート２１Ｒ側のうちの圧力が高い方の作動油を再生弁２２Ｇに供給する。
再生弁２２Ｇは、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁であり、旋回用油圧モータ２１（シャトル弁２２Ｓ）とポンプ・モータ１４Ａ又はアキュムレータ８０との間の再生油路の連通・遮断を切り替える。本実施例では、再生弁２２Ｇは開度調整可能な開閉弁である。コントローラ３０は、再生弁２２Ｇの開度を調整して再生油路の流路面積を調整することで旋回用油圧モータ２１から流出する作動油の圧力を制御してもよい。上部旋回体３の旋回を停止させるための制動トルクを調整するためである。
チェック弁２３Ｌは、ポート２１Ｌ側の圧力が負圧になった場合に開き、作動油タンクＴからポート２１Ｌ側に作動油を補給する。チェック弁２３Ｒは、ポート２１Ｒ側の圧力が負圧になった場合に開き、作動油タンクＴからポート２１Ｒ側に作動油を補給する。このように、チェック弁２３Ｌ、２３Ｒは、旋回用油圧モータ２１の制動時に吸い込み側のポートに作動油を補給する補給機構を構成する。
第１ポンプ１４Ｌは、作動油タンクＴから作動油を吸い込んで吐出する油圧ポンプであり、本実施例では斜板式可変容量型油圧ポンプである。また、第１ポンプ１４Ｌはレギュレータに接続される。レギュレータは、コントローラ３０からの指令に応じて第１ポンプ１４Ｌの斜板傾転角を変更して第１ポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。第２ポンプ１４Ｒについても同様である。
また、第１ポンプ１４Ｌの吐出側にはリリーフ弁１４ａＬが設置されている。リリーフ弁１４ａＬは、第１ポンプ１４Ｌの吐出側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、吐出側の作動油を作動油タンクＴに排出する。第２ポンプ１４Ｒの吐出側に設置されるリリーフ弁１４ａＲについても同様である。
ポンプ・モータ１４Ａは、油圧ポンプ（第３ポンプ）としても油圧モータとしても機能する油圧装置であり、本実施例では斜板式可変容量型油圧ポンプ・モータである。また、ポンプ・モータ１４Ａは、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒと同様にレギュレータに接続される。レギュレータは、コントローラ３０からの指令に応じてポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角を変更してポンプ・モータ１４Ａの吐出量を制御する。なお、ポンプ・モータ１４Ａは固定容量型油圧ポンプ・モータであってもよい。また、ポンプ・モータ１４Ａは、油圧モータとして機能する場合に必要に応じて空回りできるよう、クラッチ機構を介してエンジン１１に接続されてもよい。
また、ポンプ・モータ１４Ａの吐出側にはリリーフ弁７０ａが設置されている。リリーフ弁７０ａは、ポンプ・モータ１４Ａの吐出側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、吐出側の作動油を作動油タンクＴに排出する。
また、本実施例では、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、及びポンプ・モータ１４Ａは、それぞれの駆動軸が機械的に連結される。具体的には、それぞれの駆動軸は、変速機１３を介して所定の変速比でエンジン１１の出力軸に連結される。そのため、エンジン回転数が一定であれば、それぞれの回転数も一定となる。但し、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、及びポンプ・モータ１４Ａは、エンジン回転数が一定であっても回転数を変更できるよう、無段変速機等を介してエンジン１１に接続されてもよい。
コントロールバルブ１７は、ショベルにおける油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。また、コントロールバルブ１７は、主に、可変ロードチェック弁５１〜５３、合流弁５５、統一ブリードオフ弁５６Ｌ、５６Ｒ、切替弁６０〜６３、及び流量制御弁１７０〜１７３を含む。
流量制御弁１７０〜１７３は、油圧アクチュエータに流出入する作動油の向き及び流量を制御する弁である。本実施例では、流量制御弁１７０〜１７３のそれぞれは、対応する操作レバー等の操作装置（図示せず。）が生成するパイロット圧を左右何れかのパイロットポートで受けて動作する４ポート３位置のスプール弁である。操作装置は、操作量（操作角度）に応じて生成したパイロット圧を、操作方向に対応する側のパイロットポートに作用させる。
具体的には、流量制御弁１７０は、旋回用油圧モータ２１に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁であり、流量制御弁１７１は、アームシリンダ８に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。
また、流量制御弁１７２は、ブームシリンダ７に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁であり、流量制御弁１７３は、バケットシリンダ９に流出入する作動油の向き及び流量を制御するスプール弁である。
可変ロードチェック弁５１〜５３は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、可変ロードチェック弁５１〜５３は、流量制御弁１７１〜１７３のそれぞれと第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒのうちの少なくとも一方との間の連通・遮断を切り替え可能な２ポート２位置の電磁弁である。なお、可変ロードチェック弁５１〜５３は、第１位置において、ポンプ側に戻る作動油の流れを遮断するチェック弁を有する。具体的には、可変ロードチェック弁５１は、第１位置にある場合に流量制御弁１７１と第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒのうちの少なくとも一方との間を連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断する。可変ロードチェック弁５２及び可変ロードチェック弁５３についても同様である。
合流弁５５は、合流切替部の一例であり、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、合流弁５５は、第１ポンプ１４Ｌが吐出する作動油（以下、「第１作動油」とする。）と第２ポンプ１４Ｒが吐出する作動油（以下、「第２作動油」とする。）とを合流させるか否かを切り替え可能な２ポート２位置の電磁弁である。具体的には、合流弁５５は、第１位置にある場合に第１作動油と第２作動油とを合流させ、第２位置にある場合に第１作動油と第２作動油とを合流させないようにする。
統一ブリードオフ弁５６Ｌ、５６Ｒは、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、統一ブリードオフ弁５６Ｌは、第１作動油の作動油タンクＴへの排出量を制御可能な２ポート２位置の電磁弁である。統一ブリードオフ弁５６Ｒについても同様である。この構成により、統一ブリードオフ弁５６Ｌ、５６Ｒは、流量制御弁１７０〜１７３のうちの関連する流量制御弁の合成開口を再現できる。具体的には、合流弁５５が第２位置にある場合に、統一ブリードオフ弁５６Ｌは流量制御弁１７０及び流量制御弁１７１の合成開口を再現でき、統一ブリードオフ弁５６Ｒは流量制御弁１７２及び流量制御弁１７３の合成開口を再現できる。
切替弁６０〜６３は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、切替弁６０〜６３は、油圧アクチュエータのそれぞれから排出される作動油をポンプ・モータ１４Ａの上流側（供給側）に流すか否かを切り替え可能な３ポート２位置の電磁弁である。具体的には、切替弁６０は、第１位置にある場合に、再生弁２２Ｇを通じて旋回用油圧モータ２１から排出される作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に流し、第２位置にある場合に、再生弁２２Ｇを通じて旋回用油圧モータ２１から排出される作動油をアキュムレータ８０に流す。また、切替弁６１は、第１位置にある場合に、アームシリンダ８から排出される作動油を作動油タンクＴに流し、第２位置にある場合に、アームシリンダ８から排出される作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に流す。切替弁６２及び切替弁６３についても同様である。
アキュムレータ８０は、加圧された作動油を蓄積する油圧装置である。本実施例では、アキュムレータ８０は、窒素ガスを用いたアキュムレータであり、切替弁８１及び切替弁８２により作動油の蓄積・放出が制御される。
切替弁８１は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、切替弁８１は、加圧された作動油の供給源である第１ポンプ１４Ｌとアキュムレータ８０との間の連通・遮断を切り替え可能な２ポート２位置の電磁弁である。具体的には、切替弁８１は、第１位置にある場合に第１ポンプ１４Ｌとアキュムレータ８０との間を連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断する。なお、切替弁８１は、第１位置において、第１ポンプ１４Ｌ側に戻る作動油の流れを遮断するチェック弁を有する。
切替弁８２は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、切替弁８２は、加圧された作動油の供給先であるポンプ・モータ１４Ａの供給側とアキュムレータ８０との間の連通・遮断を切り替え可能な２ポート２位置の電磁弁である。具体的には、切替弁８２は、第１位置にある場合にポンプ・モータ１４Ａとアキュムレータ８０との間を連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断する。なお、切替弁８２は、第１位置において、アキュムレータ８０側に戻る作動油の流れを遮断するチェック弁を有する。
切替弁９０は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、切替弁９０は、ポンプ・モータ１４Ａが吐出する作動油（以下、「第３作動油」とする。）の供給先を切り替え可能な３ポート２位置の電磁弁である。具体的には、切替弁９０は、第１位置にある場合に第３作動油を切替弁９１に向けて流し、第２位置にある場合に第３作動油を作動油タンクＴに向けて流す。
切替弁９１は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する弁である。本実施例では、切替弁９１は、第３作動油の供給先を切り替え可能な４ポート３位置の電磁弁である。具体的には、切替弁９１は、第１位置にある場合に第３作動油をアームシリンダ８に向け、第２位置にある場合に第３作動油を旋回用油圧モータ２１に向け、第３位置にある場合に第３作動油をアキュムレータ８０に向ける。
次に、図３を参照し、油圧回路の別の構成例について説明する。図３は、図１のショベルに搭載される油圧回路の別の構成例を示す概略図である。図３の油圧回路は、主に、アームシリンダ８に流出入する作動油の向き及び流量が２つの流量制御弁１７１Ａ、１７１Ｂによって制御される点、ブームシリンダ７のボトム側油室に流出入する作動油の流量が２つの流量制御弁１７２Ａ、１７２Ｂによって制御される点、合流切替部が合流弁ではなく可変ロードチェック弁によって構成される点（合流弁が省略される点）、ブームシリンダ７からの戻り油をアキュムレータ８０に蓄積可能な点で、図２の油圧回路と異なるがその他の点で共通する。そのため、共通点の説明を省略しながら、相違点を詳細に説明する。
流量制御弁１７１Ａ、１７２Ｂは、アームシリンダ８に流出入する作動油の向き及び流量を制御する弁であり、図２の流量制御弁１７１に対応する。具体的には、流量制御弁１７１Ａは、第１作動油をアームシリンダ８に供給し、流量制御弁１７１Ｂは、第２作動油をアームシリンダ８に供給する。したがって、アームシリンダ８には、第１作動油と第２作動油とが同時に流入し得る。
流量制御弁１７２Ａは、ブームシリンダ７に流出入する作動油の向き及び流量を制御する弁であり、図２の流量制御弁１７２に対応する。
流量制御弁１７２Ｂは、ブーム上げ操作が行われた場合に、ブームシリンダ７のボトム側油室に第１作動油を流入させる弁であり、ブーム下げ操作が行われた場合には、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を第１作動油に合流させることができる。
流量制御弁１７３は、バケットシリンダ９に流出入する作動油の向き及び流量を制御する弁であり、図２の流量制御弁１７３に対応する。なお、図３の流量制御弁１７３は、バケットシリンダ９のロッド側油室から流出する作動油をボトム側油室に再生するためのチェック弁をその内部に含む。
可変ロードチェック弁５０、５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３は、流量制御弁１７０、１７１Ａ、１７１Ｂ、１７２Ａ、１７２Ｂ、１７３のそれぞれと第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒのうちの少なくとも一方との間の連通・遮断を切り替え可能な２ポート２位置の弁である。これら６つの可変ロードチェック弁は、それぞれが連動して動作することで合流切替部としての機能を果たし、図２の合流弁５５の機能を実現できる。そのため、図３の油圧回路では図２の合流弁５５が省略される。また、同様の理由により、図２の切替弁９１が省略される。
統一ブリードオフ弁５６Ｌ、５６Ｒは、第１作動油の作動油タンクＴへの排出量を制御可能な２ポート２位置の弁であり、図２の統一ブリードオフ弁５６Ｌ、５６Ｒに対応する。
なお、図３の６つの流量制御弁は何れも６ポート３位置のスプール弁であり、図２の流量制御弁と違い、センターバイパスポートを有する。そのため、図３の統一ブリードオフ弁５６Ｌは流量制御弁１７１Ａの下流に配置され、統一ブリードオフ弁５６Ｒは流量制御弁１７１Ｂの下流に配置される。
切替弁６１Ａは、アームシリンダ８のロッド側油室から排出される作動油をポンプ・モータ１４Ａの上流側（供給側）に流すか否かを切り替え可能な２ポート２位置の弁である。具体的には、切替弁６１Ａは、第１位置にある場合にアームシリンダ８のロッド側油室とポンプ・モータ１４Ａとの間を連通させ、第２位置にある場合にその連通を遮断する。
切替弁６２Ａは、ブームシリンダ７から排出される作動油をポンプ・モータ１４Ａの上流側（供給側）に流すか否かを切り替え可能な３ポート３位置の弁である。具体的には、切替弁６２Ａは、第１位置にある場合にブームシリンダ７のボトム側油室とポンプ・モータ１４Ａとの間を連通させ、第２位置にある場合にブームシリンダ７のロッド側油室とポンプ・モータ１４Ａとの間を連通させ、第３位置（中立位置）にある場合にそれらの間の連通を遮断する。
切替弁６２Ｂは、ブームシリンダ７のロッド側油室から排出される作動油を作動油タンクＴに排出するか否かを切り替え可能な２ポート２位置の可変リリーフ弁である。具体的には、切替弁６２Ｂは、第１位置にある場合にブームシリンダ７のロッド側油室と作動油タンクＴとの間を連通し、第２位置にある場合にその連通を遮断する。なお、切替弁６２Ｂは、第１位置において、作動油タンクＴからの作動油の流れを遮断するチェック弁を有する。
切替弁６２Ｃは、ブームシリンダ７のボトム側油室から排出される作動油を作動油タンクＴに排出するか否かを切り替え可能な２ポート２位置の可変リリーフ弁である。具体的には、切替弁６２Ｃは、第１位置にある場合にブームシリンダ７のボトム側油室と作動油タンクＴとの間を連通し、第２位置にある場合にその連通を遮断する。なお、切替弁６２Ｃは、第１位置において、作動油タンクＴからの作動油の流れを遮断するチェック弁を有する。
切替弁９０は、ポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油の供給先を切り替え可能な３ポート２位置の電磁弁であり、図２の切替弁９０に対応する。具体的には、切替弁９０は、第１位置にある場合に第３作動油をコントロールバルブ１７に向けて流し、第２位置にある場合に第３作動油を切替弁９２に向けて流す。
切替弁９２は、第３作動油の供給先を切り替え可能な４ポート３位置の電磁弁である。具体的には、切替弁９２は、第１位置にある場合に第３作動油を旋回用油圧モータ２１の補給機構に向け、第２位置にある場合に第３作動油をアキュムレータ８０に向け、第３位置にある場合に第３作動油を作動油タンクＴに向ける。

［掘削動作］
次に、図４〜図６を参照し、掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を説明する。なお、図４〜図６は、掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。また、図４〜図６の黒色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。
コントローラ３０は、操作装置が生成するパイロット圧を検出する操作圧センサ（図示せず。）等の操作検出部の出力に基づいてショベルに対する操作者の操作内容を判断する。また、コントローラ３０は、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、及びポンプ・モータ１４Ａのそれぞれの吐出圧を検出する吐出圧センサ（図示せず。）、油圧アクチュエータのそれぞれの圧力を検出する負荷圧センサ（図示せず。）等の負荷検出部の出力に基づいてショベルの動作状態を判断する。なお、本実施例では、負荷圧センサは、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９のそれぞれのボトム側油室及びロッド側油室のそれぞれの圧力を検出するシリンダ圧センサを含む。また、コントローラ３０は、アキュムレータ圧センサ（図示せず。）の出力に基づいてアキュムレータ８０に蓄積される作動油の圧力（以下、「アキュムレータ圧」とする。）を検出する。
そして、コントローラ３０は、アーム５が操作されたと判断すると、図４に示すように、アーム操作レバーの操作量に応じて、第２位置にある合流弁５５を第１位置の方向に移動させる。そして、第１作動油と第２作動油とを合流させ、第１作動油及び第２作動油を流量制御弁１７１に供給する。流量制御弁１７１は、アーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図４の右位置に移動し、第１作動油及び第２作動油をアームシリンダ８に流入させる。
また、コントローラ３０は、ブーム４及びバケット６が操作されたと判断した場合、負荷圧センサの出力に基づいて掘削動作であるか床堀動作であるかを判断する。床堀動作は、例えばバケット６で地面をならす動作であり、アームシリンダ８のボトム側油室の圧力が掘削動作のときに比べて低い。
掘削動作であると判断した場合、コントローラ３０は、ネガティブコントロール制御、ポジティブコントロール制御、ロードセンシング制御、馬力制御等のポンプ吐出量制御に基づいて、ブーム操作レバー及びバケット操作レバーの操作量に対応する第２ポンプ１４Ｒの吐出量指令値を決定する。そして、コントローラ３０は、対応するレギュレータを制御して第２ポンプ１４Ｒの吐出量が指令値通りとなるように制御する。
また、コントローラ３０は、前述のポンプ吐出量制御を用いて、ブーム操作レバー及びバケット操作レバーの操作量に加えてアーム操作レバーの操作量を考慮した吐出量計算値と吐出量指令値との流量差を算出し、その流量差に相当する流量の作動油をポンプ・モータ１４Ａに吐出させる。この吐出量計算値は、掘削動作のようにアーム５がフルレバー（例えば、レバーの中立状態を０％とし、最大操作状態を１００％とした場合の８０％以上の操作量）で操作されている場合に第２ポンプ１４Ｒの最大吐出量となる。具体的には、コントローラ３０は、図５に示すように、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させ、対応するレギュレータを制御してポンプ・モータ１４Ａの吐出量がその流量差に相当する流量となるように制御する。そして、コントローラ３０は、切替弁９０を第１位置にして第３作動油を切替弁９１に向け、且つ、切替弁９１を第１位置にして第３作動油をアームシリンダ８に向ける。
また、コントローラ３０は、上述の流量差、第１ポンプ１４Ｌの吐出圧、第２ポンプ１４Ｒの吐出圧等に基づいて合流弁５５の開口面積を制御する。図４〜図６の例では、コントローラ３０は、予め登録した開口マップを参照して合流弁５５の開口面積を決定し、その開口面積に対応する指令を合流弁５５に対して出力する。なお、コントローラ３０は、開口マップの代わりに所定の関数を用いて合流弁５５の開口面積を決定してもよい。
例えば、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油の流量が上述の流量差に相当する流量に達した場合、図６に示すように、合流弁５５を第２位置にして第１作動油と第２作動油の合流を遮断する。
また、床堀動作であると判断した場合にも、コントローラ３０は、図６に示すように、ショベルの動きが不安定にならない限りにおいて、できるだけ速やかに合流弁５５を閉じる。第２作動油のみをブームシリンダ７及びバケットシリンダ９に流入させるようにしてブーム４及びバケット６の操作性を向上させるためである。
なお、図４〜図６の例では、ポンプ・モータ１４Ａの最大吐出量は、第２ポンプ１４Ｒの最大吐出量より小さい。そのため、上述の流量差がポンプ・モータ１４Ａの最大吐出量を上回る場合、コントローラ３０は、油圧ポンプとして機能するポンプ・モータ１４Ａと第１ポンプ１４Ｌとを最大吐出量で作動させた上で、第２ポンプ１４Ｒの吐出量を増大させる。そして、第２ポンプ１４Ｒの最大吐出量と実際の増大後の吐出量との差が、ポンプ・モータ１４Ａの最大吐出量以下となるようにする。アーム５の動作速度が、第１作動油及び第２作動油を用いる場合のアーム５の動作速度を下回らないようにするためである。
但し、ポンプ・モータ１４Ａの最大吐出量が第２ポンプ１４Ｒの最大吐出量以上の場合には、コントローラ３０は、図６に示すように、掘削動作中に合流弁５５を閉じた状態（第２位置）に維持できる。第１作動油及び第３作動油を用いる場合のアーム５の動作速度が、第１作動油及び第２作動油を用いる場合のアーム５の動作速度を下回ることはないためである。この場合、コントローラ３０は、掘削動作中は常に、第１作動油及び第３作動油のみをアームシリンダ８に流入させ、第２作動油のみをブームシリンダ７及びバケットシリンダ９に流入させる。そのため、アーム５を動かすための作動油とブーム４及びバケット６を動かすための作動油を完全に分離することができ、それぞれの操作性を高めることができる。
次に、図７を参照し、掘削動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を説明する。なお、図７は、掘削動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。また、図７の黒色及び灰色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。また、図７における灰色の太実線は、作動油の流れが減少或いは消失し得ることを追加的に表す。
コントローラ３０は、図２の油圧回路の場合と同様、操作検出部の出力に基づいてショベルに対する操作者の操作内容を判断し、負荷検出部の出力に基づいてショベルの動作状態を判断する。
アーム５が操作されると、流量制御弁１７１Ａはアーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図７の左位置に移動し、流量制御弁１７１Ｂはアーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図７の右位置に移動する。
そして、コントローラ３０は、アーム５が操作されたと判断すると、可変ロードチェック弁５１Ａを第１位置にし、第１作動油が可変ロードチェック弁５１Ａを通じて流量制御弁１７１Ａに至るようにする。また、可変ロードチェック弁５１Ｂを第１位置にし、第２作動油が可変ロードチェック弁５１Ｂを通じて流量制御弁１７１Ｂに至るようにする。流量制御弁１７１Ａを通過した第１作動油は、流量制御弁１７１Ｂを通過した第２作動油と合流し、アームシリンダ８のボトム側油室に流入する。
その後、コントローラ３０は、ブーム４及びバケット６が操作されたと判断すると、負荷圧センサの出力に基づいて掘削動作であるか床堀動作であるかを判断する。そして、掘削動作であると判断した場合、コントローラ３０は、ブーム操作レバー及びバケット操作レバーの操作量に対応する第２ポンプ１４Ｒの吐出量指令値を決定する。そして、コントローラ３０は、対応するレギュレータを制御して第２ポンプ１４Ｒの吐出量が指令値通りとなるように制御する。
このとき、流量制御弁１７２Ａはブーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図７の左位置に移動する。また、流量制御弁１７３はバケット操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図７の右位置に移動する。そして、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５２Ａを第１位置にし、第２作動油が可変ロードチェック弁５２Ａを通じて流量制御弁１７２Ａに至るようにする。また、可変ロードチェック弁５３を第１位置にし、第２作動油が可変ロードチェック弁５３を通じて流量制御弁１７３に至るようにする。そして、流量制御弁１７２Ａを通過した第２作動油は、ブームシリンダ７のボトム側油室に流入し、流量制御弁１７３を通過した第２作動油は、バケットシリンダ９のボトム側油室に流入する。
また、コントローラ３０は、第２ポンプ１４Ｒの最大吐出量と吐出量指令値との流量差を算出し、その流量差に相当する流量の作動油をポンプ・モータ１４Ａに吐出させる。具体的には、コントローラ３０は、図７に示すように、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させ、対応するレギュレータを制御してポンプ・モータ１４Ａの吐出量がその流量差に相当する流量となるように制御する。そして、コントローラ３０は、切替弁９０を第１位置にして第３作動油をコントロールバルブ１７に向ける。
また、コントローラ３０は、上述の流量差、第１ポンプ１４Ｌの吐出圧、第２ポンプ１４Ｒの吐出圧等に基づいて可変ロードチェック弁５１Ｂの開口面積を制御する。図７の例では、コントローラ３０は、予め登録した開口マップを参照して可変ロードチェック弁５１Ｂの開口面積を決定し、その開口面積に対応する指令を可変ロードチェック弁５１Ｂに対して出力する。これにより、アームシリンダ８のボトム側油室に流入する第２作動油が減少し或いは消失する。なお、図７における灰色の太実線は、ポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油の流量の増大に応じて、アームシリンダ８のボトム側油室に流入する第２作動油が減少し或いは消失することを表す。
上述のように、コントローラ３０は、ブーム上げ、アーム閉じ、及びバケット閉じを含む掘削動作が行われた場合に、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させる。そして、負荷圧が高い油圧アクチュエータ（アームシリンダ８）にポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油を流入させる。また、第１作動油と第３作動油を用いて負荷圧の高い油圧アクチュエータを所望の速度で動作させることができる場合には、合流弁５５を閉じて（或いは合流切替部を機能させて）第１作動油と第２作動油の合流を遮断する。そのため、本発明の実施例に係るショベルは、第１作動油で負荷圧の高い油圧アクチュエータ（アームシリンダ８）を動作させ、且つ、第１作動油より低い圧力の第２作動油で負荷圧の低い油圧アクチュエータ（ブームシリンダ７及びバケットシリンダ９）を動作させることができる。具体的には、第１作動油との合流のために第１作動油と同じ圧力まで加圧された第２作動油で負荷圧の低い油圧アクチュエータを動作させる必要がない。すなわち、その加圧された第２作動油を用いて負荷圧の低い油圧アクチュエータを所望の速度で動作させるべく絞りでその第２作動油の流量を絞る必要がない。その結果、その絞りで圧力損失が発生するのを低減或いは防止でき、エネルギ損失を低減或いは防止できる。
なお、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａに第３作動油を吐出させる代わりに、個別流量制御によって第１ポンプ１４Ｌの吐出量を増大させてもよい。具体的には、合流弁５５を閉じて（或いは合流切替部を機能させて）第１作動油と第２作動油の合流を遮断した上で、第２ポンプ１４Ｒの吐出量を低減させた分、第１ポンプ１４Ｌの最大吐出量（最大斜板傾転角）を増大させてもよい。

［背圧回生によるエンジンのアシストを伴う掘削動作］
次に、図８を参照し、背圧回生によるエンジン１１のアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を説明する。なお、図８は、背圧回生によるエンジン１１のアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。また、図８の黒色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。また、図８の黒色及び灰色の太点線は、油圧アクチュエータから流出する作動油の流れを表す。
背圧回生は、複数の油圧アクチュエータが同時に動作する場合であって、且つ、複数の油圧アクチュエータのそれぞれの負荷圧が異なる場合に実行される処理である。例えば、ブーム上げ操作及びアーム閉じ操作による複合掘削動作が行われる場合、アームシリンダ８の負荷圧（アームシリンダ８のボトム側油室の圧力）は、ブームシリンダ７の負荷圧（ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力）に比べて高くなる。掘削中はバケット６が接地してブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれの重量が地面に支えられるためであり、また、アーム５の掘削動作（閉じ動作）に対する掘削反力をブーム４が受けるためである。
そのため、複合掘削動作が行われる場合、コントローラ３０は、アームシリンダ８の比較的高い負荷圧に対処するために、油圧回路のシステム圧（第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒの吐出圧）を増大させる。一方で、コントローラ３０は、システム圧より低い負荷圧で動作するブームシリンダ７の動作速度を制御するために、ブームシリンダ７のボトム側油室に流入する作動油の流量を制御する。このとき、流量制御弁１７２の絞りによって流量を制御した場合には圧力損失（エネルギ損失）を生じさせる結果となる。そこで、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（背圧）を高めることで、流量制御弁１７２での圧力損失の発生を回避しながら、ブームシリンダ７の動作速度の制御を実現する。また、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（背圧）を高めるために、ロッド側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａに供給し、ポンプ・モータ１４Ａを油圧（回生）モータとして機能させる。なお、コントローラ３０は、この背圧回生を実行する場合、ブーム操作レバーの操作量にかかわらず、流量制御弁１７２を図８の右位置に大きく移動させる。流量制御弁１７２の開口面積を最大にして圧力損失を最小限に抑えるためである。例えば、コントローラ３０は、減圧弁（図示せず。）を用いて流量制御弁１７２のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７２の移動量をアシストする。
具体的には、コントローラ３０は、操作検出部の出力に基づいてショベルに対する操作者の操作内容を判断し、負荷検出部の出力に基づいてショベルの動作状態を判断する。
そして、コントローラ３０は、ブーム上げ操作、アーム閉じ操作、及びバケット閉じ操作による複合掘削動作が行われていると判断すると、何れの油圧アクチュエータの負荷圧が最小かを判断する。具体的には、コントローラ３０は、仮に流量制御弁の絞りによって油圧アクチュエータのそれぞれに流入する作動油の流量を制御した場合、何れの油圧アクチュエータにおいてエネルギ損失（圧力損失）が最大となるかを判断する。
そして、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（負荷圧）が最小と判断すると、切替弁６２を第２位置にし、黒色の太点線で示すように、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７２を最大開口とし、流量制御弁１７２での圧力損失を低減させる。また、コントローラ３０は、切替弁６３を第１位置にしてバケットシリンダ９のロッド側油室から流出する作動油を作動油タンクＴに向ける。
その後、コントローラ３０は、ブームシリンダ７の動作速度がブーム操作レバーの操作量に応じた速度となるよう、油圧モータとしてのポンプ・モータ１４Ａによる作動油の吸収量（押退容積）を制御する。具体的には、コントローラ３０は、レギュレータによりポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角を調整して押退容積を制御する。例えば、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを一定速度で回転させる場合、押退容積を小さくするほどブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油の流量を小さくでき、ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（背圧）を上昇させることができる。この関係を用いて、コントローラ３０は、背圧がブームシリンダ７の所望の負荷圧（ボトム側油室の圧力）に見合う圧力となるようにその背圧を制御できる。
また、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油は、ポンプ・モータ１４Ａを回転させることによって回転トルクを発生させる。この回転トルクは、変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられ、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒの駆動力として利用され得る。すなわち、ポンプ・モータ１４Ａが発生させた回転トルクは、エンジン１１の回転をアシストするために利用され、エンジン１１の負荷ひいては燃料噴射量を抑制する効果を奏する。なお、図８の黒色の一点鎖線矢印は、回転トルクが変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられ、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒの駆動力として利用され得ることを表す。また、エンジン１１の出力制御には、望ましくは過渡負荷制御（トルクベース制御）を応用したものが利用され得る。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではブームシリンダ７の動作速度をブーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに向ける。具体的には、コントローラ３０は、切替弁６２を第１位置と第２位置との間の中間位置にし、或いは切替弁６２を第１位置に完全に切り替えることで、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。流量制御弁１７２のＣＴ開口が大きい場合（ブーム上げ操作の操作量が大きくブーム４を迅速に上昇させたい操作者の意思が推定される場合）、或いは、ブームシリンダ７に負荷が加わり背圧を発生させる必要が無くなった場合についても同様である。なお、図８における灰色の太点線は、切替弁６２が第１位置の方向に移動させられた場合に、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油が作動油タンクＴに排出されることを表す。
なお、上述では、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（負荷圧）が最小と判断される場合を説明するが、バケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（負荷圧）が最小と判断される場合についても同様の説明が適用される。具体的には、コントローラ３０は、バケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（負荷圧）が最小と判断すると、切替弁６３を第２位置にし、バケットシリンダ９のロッド側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、バケット操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７３を最大開口とし、流量制御弁１７３での圧力損失を低減させる。また、コントローラ３０は、切替弁６１及び切替弁６２をそれぞれ第１位置にしてアームシリンダ８及びブームシリンダ７のそれぞれのロッド側油室から流出する作動油を作動油タンクＴに向ける。また、バケットシリンダ９の動作速度も上述同様に制御される。
また、コントローラ３０は、アームシリンダ８のボトム側油室の圧力（負荷圧）が最小と判断すると、切替弁６１を第２位置にし、アームシリンダ８のロッド側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、アーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７１の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７１を最大開口とし、流量制御弁１７１での圧力損失を低減させる。また、コントローラ３０は、切替弁６２及び切替弁６３のそれぞれを第１位置にしてブームシリンダ７及びバケットシリンダ９のそれぞれのロッド側油室から流出する作動油を作動油タンクＴに向ける。また、アームシリンダ８の動作速度も上述同様に制御される。
次に、図９を参照し、背圧回生によるエンジン１１のアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を説明する。なお、図９は、背圧回生によるエンジン１１のアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。また、図９の黒色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。また、図９の黒色の太点線は、油圧アクチュエータから流出する作動油の流れを表す。
具体的には、コントローラ３０は、ブーム上げ操作、アーム閉じ操作、及びバケット閉じ操作による複合掘削動作が行われていると判断すると、切替弁６２Ａを第２位置にし、黒色の太点線で示すように、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２Ａの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７２Ａを最大開口とし、流量制御弁１７２Ａでの圧力損失を低減させる。また、コントローラ３０は、流量制御弁１７３を通じてバケットシリンダ９のロッド側油室から流出する作動油を作動油タンクＴに排出させる。
その後、コントローラ３０は、ブームシリンダ７の動作速度がブーム操作レバーの操作量に応じた速度となるよう、油圧モータとしてのポンプ・モータ１４Ａによる作動油の吸収量（押退容積）を制御する。
また、例えばポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではブームシリンダ７の動作速度をブーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。具体的には、コントローラ３０は、切替弁６２Ｂを第１位置と第２位置との間の中間位置にし、或いは切替弁６２Ｂを第１位置に完全に切り替えることで、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。なお、コントローラ３０は、必要に応じて、切替弁６２Ａを第３位置（中立位置）にしてブームシリンダ７のロッド側油室とポンプ・モータ１４Ａとの間の連通を遮断してもよい。なお、図９における灰色の太点線は、切替弁６２Ｂが第１位置に切り替えられた場合に、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油が作動油タンクＴに排出されることを表す。
上述のように、コントローラ３０は、［掘削動作］のところで説明した効果に加え、以下の効果を追加的に実現する。
具体的には、コントローラ３０は、ブーム上げ操作が行われた場合に、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油でポンプ・モータ１４Ａを回転させて背圧を生成する。そのため、本発明の実施例に係るショベルは、背圧を生成する際に得られる回転トルクをエンジン１１のアシストのために利用できる。その結果、アシスト出力分だけエンジン出力を低減させることによる省エネルギ化、エンジン出力にアシスト出力を上乗せして油圧ポンプの出力を増大させることによる動作の高速化及びサイクルタイムの短縮等を実現できる。なお、図９の黒色の一点鎖線矢印は、回転トルクが変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられ、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒの駆動力として利用され得ることを表す。
また、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを回転させることで背圧を生成するため、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油の流れを絞りで絞る必要がなく、絞りで圧力損失を発生させることもない。そのため、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油の油圧エネルギが熱エネルギとして消費されるのを抑制或いは防止し、エネルギ損失を抑制或いは防止できる。

［アキュムレータアシストを伴う掘削動作］
次に、図１０を参照し、アキュムレータアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を説明する。なお、図１０は、アキュムレータアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。また、図１０の黒色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。
アキュムレータアシストは、アキュムレータ８０に蓄積された作動油を利用して油圧アクチュエータの動きをアシストする処理であり、アキュムレータ８０に蓄積された作動油のみを利用して油圧アクチュエータを動作させる場合を含む。
具体的には、コントローラ３０は、アーム５が操作されたと判断すると、図１０に示すように、アーム操作レバーの操作量に応じて、第２位置にある合流弁５５を第１位置の方向に移動させる。そして、第１作動油と第２作動油とを合流させ、第１作動油及び第２作動油を流量制御弁１７１に供給する。流量制御弁１７１は、アーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１０の右位置に移動し、第１作動油及び第２作動油をアームシリンダ８に流入させる。
その後、コントローラ３０は、ブーム４及びバケット６が操作されたと判断した場合、負荷圧センサの出力に基づいて掘削動作であるか床堀動作であるかを判断する。
掘削動作であると判断した場合、コントローラ３０は、ネガティブコントロール制御、ポジティブコントロール制御、ロードセンシング制御、馬力制御等のポンプ吐出量制御に基づいて、ブーム操作レバー及びバケット操作レバーの操作量に対応する第２ポンプ１４Ｒの吐出量指令値を決定する。そして、コントローラ３０は、対応するレギュレータを制御して第２ポンプ１４Ｒの吐出量が指令値通りとなるように制御する。
また、コントローラ３０は、第２ポンプ１４Ｒの最大吐出量と吐出量指令値との流量差を算出し、その流量差に相当する流量の作動油をポンプ・モータ１４Ａに吐出させる。具体的には、コントローラ３０は、切替弁８２を第１位置にしてアキュムレータ８０とポンプ・モータ１４Ａとの間を連通させ、アキュムレータ８０に蓄積された作動油をポンプ・モータ１４Ａに向けて放出させる。
そして、コントローラ３０は、アームシリンダ８の負荷圧（ボトム側油室の圧力）がアキュムレータ圧より高い場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させて供給側の作動油の圧力（アキュムレータ圧）を負荷圧まで増大させ、且つ、対応するレギュレータを制御してポンプ・モータ１４Ａの吐出量がその流量差に相当する流量となるように制御する。油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、作動油タンクＴから作動油を吸い込む場合に比べ、小さいポンプ負荷で作動油を吐出できる。その結果、エンジン１１の負荷を低減させて省エネルギ化を実現できる。
また、コントローラ３０は、アームシリンダ８の負荷圧（ボトム側油室の圧力）がアキュムレータ圧以下の場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させて供給側の作動油の圧力（アキュムレータ圧）を負荷圧まで低減させ、且つ、対応するレギュレータを制御してポンプ・モータ１４Ａの吐出量がその流量差に相当する流量となるように制御する。油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、エンジン１１をアシストし、第１ポンプ１４Ｌを回転させるための駆動力の一部を負担できる。その結果、コントローラ３０は、第１ポンプ１４Ｌの吸収馬力を増大させることができ、或いは、吸収馬力を増大させない場合にはエンジン１１の負荷ひいては燃料噴射量を抑制できる。
なお、図１０の黒色の一点鎖線矢印は、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａが発生させた回転トルクが変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられ、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒの駆動力として利用され得ることを表す。また、灰色の一点鎖線矢印は、油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａがエンジン１１の出力の一部を利用することを表す。
そして、コントローラ３０は、切替弁９０を第１位置にして第３作動油を切替弁９１に向け、且つ、切替弁９１を第１位置にして第３作動油をアームシリンダ８に向ける。
また、コントローラ３０は、上述の流量差、第１ポンプ１４Ｌの吐出圧、第２ポンプ１４Ｒの吐出圧等に基づいて合流弁５５の開口面積を制御する。図１０の例では、コントローラ３０は、予め登録した開口マップを参照して合流弁５５の開口面積を決定し、その開口面積に対応する指令を合流弁５５に対して出力する。なお、コントローラ３０は、開口マップの代わりに所定の関数を用いて合流弁５５の開口面積を決定してもよい。
一方、床堀動作であると判断した場合、コントローラ３０は、ショベルの動きが不安定にならない限りにおいて、できるだけ速やかに合流弁５５を閉じる。第２作動油のみをブームシリンダ７及びバケットシリンダ９に流入させるようにしてブーム４及びバケット６の操作性を向上させるためである。
なお、図１０の例では、ポンプ・モータ１４Ａの最大吐出量は、第２ポンプ１４Ｒの最大吐出量より小さい。そのため、上述の流量差がポンプ・モータ１４Ａの最大吐出量を上回る場合、コントローラ３０は、油圧ポンプとして機能するポンプ・モータ１４Ａと第１ポンプ１４Ｌとを最大吐出量で作動させた上で、第２ポンプ１４Ｒの吐出量を増大させる。第２ポンプ１４Ｒの最大吐出量と実際の増大後の吐出量との差が、ポンプ・モータ１４Ａの最大吐出量以下となるようにし、アーム５の動作速度が、第１作動油及び第２作動油を用いる場合のアーム５の動作速度を下回らないようにするためである。
但し、ポンプ・モータ１４Ａの最大吐出量が第２ポンプ１４Ｒの最大吐出量以上の場合には、コントローラ３０は、掘削動作中に合流弁５５を閉じた状態（第２位置）に維持できる。第１作動油及び第３作動油を用いる場合のアーム５の動作速度が、第１作動油及び第２作動油を用いる場合のアーム５の動作速度を下回ることはないためである。この場合、コントローラ３０は、掘削動作中は常に、第１作動油及び第３作動油のみをアームシリンダ８に流入させ、第２作動油のみをブームシリンダ７及びバケットシリンダ９に流入させる。そのため、アーム５を動かすための作動油とブーム４及びバケット６を動かすための作動油を完全に分離することができ、それぞれの操作性を高めることができる。
次に、図１１を参照し、アキュムレータアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を説明する。なお、図１１は、アキュムレータアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。また、図１１の黒色及び灰色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。また、図１１における灰色の太実線は、作動油の流れが減少或いは消失し得ることを追加的に表す。
コントローラ３０は、図１０の油圧回路の場合と同様、操作検出部の出力に基づいてショベルに対する操作者の操作内容を判断し、負荷検出部の出力に基づいてショベルの動作状態を判断する。
アーム５が操作されると、流量制御弁１７１Ａはアーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１１の左位置に移動し、流量制御弁１７１Ｂはアーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１１の右位置に移動する。
そして、コントローラ３０は、アーム５が操作されたと判断すると、可変ロードチェック弁５１Ａを第１位置にし、第１作動油が可変ロードチェック弁５１Ａを通じて流量制御弁１７１Ａに至るようにする。また、可変ロードチェック弁５１Ｂを第１位置にし、第２作動油が可変ロードチェック弁５１Ｂを通じて流量制御弁１７１Ｂに至るようにする。流量制御弁１７１Ａを通過した第１作動油は、流量制御弁１７１Ｂを通過した第２作動油と合流し、アームシリンダ８のボトム側油室に流入する。
その後、コントローラ３０は、ブーム４及びバケット６が操作されたと判断すると、負荷圧センサの出力に基づいて掘削動作であるか床堀動作であるかを判断する。そして、掘削動作であると判断した場合、コントローラ３０は、ブーム操作レバー及びバケット操作レバーの操作量に対応する第２ポンプ１４Ｒの吐出量指令値を決定する。そして、コントローラ３０は、対応するレギュレータを制御して第２ポンプ１４Ｒの吐出量が指令値通りとなるように制御する。
このとき、流量制御弁１７２Ａはブーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１１の左位置に移動する。また、流量制御弁１７３はバケット操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１１の右位置に移動する。そして、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５２Ａを第１位置にし、第２作動油が可変ロードチェック弁５２Ａを通じて流量制御弁１７２Ａに至るようにする。また、可変ロードチェック弁５３を第１位置にし、第２作動油が可変ロードチェック弁５３を通じて流量制御弁１７３に至るようにする。そして、流量制御弁１７２Ａを通過した第２作動油は、ブームシリンダ７のボトム側油室に流入し、流量制御弁１７３を通過した第２作動油は、バケットシリンダ９のボトム側油室に流入する。
また、コントローラ３０は、第２ポンプ１４Ｒの最大吐出量と吐出量指令値との流量差を算出し、その流量差に相当する流量の作動油をポンプ・モータ１４Ａに吐出させる。具体的には、コントローラ３０は、切替弁８２を第１位置にしてアキュムレータ８０とポンプ・モータ１４Ａとの間を連通させ、アキュムレータ８０に蓄積された作動油をポンプ・モータ１４Ａに向けて放出させる。
そして、コントローラ３０は、アームシリンダ８の負荷圧（ボトム側油室の圧力）がアキュムレータ圧より高い場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させて供給側の作動油の圧力（アキュムレータ圧）を負荷圧まで増大させる。そして、対応するレギュレータを制御してポンプ・モータ１４Ａの吐出量がその流量差に相当する流量となるように制御する。油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、作動油タンクＴから作動油を吸い込む場合に比べ、小さいポンプ負荷で作動油を吐出できる。その結果、エンジン１１の負荷を低減させて省エネルギ化を実現できる。
また、コントローラ３０は、アームシリンダ８の負荷圧（ボトム側油室の圧力）がアキュムレータ圧以下の場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させて供給側の作動油の圧力（アキュムレータ圧）を負荷圧まで低減させる。そして、対応するレギュレータを制御してポンプ・モータ１４Ａの吐出量がその流量差に相当する流量となるように制御する。油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、エンジン１１をアシストし、第１ポンプ１４Ｌを回転させるための駆動力の一部を負担できる。その結果、コントローラ３０は、第１ポンプ１４Ｌの吸収馬力を増大させることができ、或いは、吸収馬力を増大させない場合にはエンジン１１の負荷ひいては燃料噴射量を抑制できる。
なお、図１１の黒色の一点鎖線矢印は、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａが発生させた回転トルクが変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられ、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒの駆動力として利用され得ることを表す。また、灰色の一点鎖線矢印は、油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａがエンジン１１の出力の一部を利用することを表す。
また、コントローラ３０は、上述の流量差、第１ポンプ１４Ｌの吐出圧、第２ポンプ１４Ｒの吐出圧等に基づいて可変ロードチェック弁５１Ｂの開口面積を制御する。図１１の例では、コントローラ３０は、予め登録した開口マップを参照して可変ロードチェック弁５１Ｂの開口面積を決定し、その開口面積に対応する指令を可変ロードチェック弁５１Ｂに対して出力する。これにより、アームシリンダ８のボトム側油室に流入する第２作動油が減少し或いは消失する。なお、図１１における灰色の太実線は、ポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油の流量の増大に応じて、アームシリンダ８のボトム側油室に流入する第２作動油が減少し或いは消失することを表す。
上述のように、コントローラ３０は、［掘削動作］及び［背圧回生によるエンジンのアシストを伴う掘削動作］のところで説明した効果に加え、以下の効果を追加的に実現する。
具体的には、コントローラ３０は、掘削動作が行われた場合に、アキュムレータ８０に蓄積された作動油をポンプ・モータ１４Ａに供給する。そして、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させるか油圧モータとして作動させるかを決定し、且つ、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御することでポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油の吐出圧を変化させる。そのため、第３作動油の供給先である油圧アクチュエータの負荷圧とアキュムレータ圧との大小関係にかかわらず、第３作動油をその油圧アクチュエータに流入させることができる。その結果、第１作動油と第３作動油の流量バランスを柔軟に制御でき、また、アキュムレータ８０に蓄積された油圧エネルギを効率的に再利用できる。

［背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う掘削動作］
次に、図１２を参照し、背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を説明する。なお、図１２は、背圧回生によるアームシリンダ８のアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。また、図１２の黒色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。また、図１２の黒色及び灰色の太点線は、油圧アクチュエータから流出する作動油の流れを表す。
具体的には、コントローラ３０は、ブーム上げ操作、アーム閉じ操作、及びバケット閉じ操作による複合掘削動作が行われていると判断すると、何れの油圧アクチュエータの負荷圧が最小かを判断する。そして、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（負荷圧）が最小と判断すると、切替弁６２を第２位置にし、黒色の太点線で示すように、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７２を最大開口とし、流量制御弁１７２での圧力損失を低減させる。また、コントローラ３０は、切替弁６３を第１位置にしてバケットシリンダ９のロッド側油室から流出する作動油を作動油タンクＴに向ける。
その後、コントローラ３０は、ブームシリンダ７の動作速度がブーム操作レバーの操作量に応じた速度となるよう、ポンプ・モータ１４Ａによる作動油の吸収量（押退容積）を制御する。具体的には、コントローラ３０は、アームシリンダ８の負荷圧（ボトム側油室の圧力）がブームシリンダ７の所望の背圧（ロッド側油室の圧力）より高い場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力）をアームシリンダ８の負荷圧まで増大させる。また、コントローラ３０は、アームシリンダ８の負荷圧（ボトム側油室の圧力）がブームシリンダ７の所望の背圧以下の場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力）を負荷圧まで低減させる。そして、コントローラ３０は、レギュレータによりポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角を調整して押退容積を制御する。例えば、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを一定速度で回転させる場合、押退容積を小さくするほどブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油の流量を小さくでき、ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（背圧）を上昇させることができる。この関係を用いて、コントローラ３０は、背圧がブームシリンダ７の所望の負荷圧（ボトム側油室の圧力）に見合う圧力となるようにその背圧を制御できる。
また、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油は、油圧モータとして機能するポンプ・モータ１４Ａを回転させることによって回転トルクを発生させる。この回転トルクは、変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられ、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒの駆動力として利用され得る。すなわち、ポンプ・モータ１４Ａが発生させた回転トルクは、エンジン１１の回転をアシストするために利用され、エンジン１１の負荷ひいては燃料噴射量を抑制する効果を奏する。なお、エンジン１１の出力制御には、望ましくはトルクベース制御を応用したものが利用され得る。
また、油圧ポンプとして機能するポンプ・モータ１４Ａは、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油を吸い込むことで、作動油タンクＴから作動油を吸い込む場合に比べて小さいポンプ負荷で作動油を吐出できる。その結果、エンジン１１の負荷を低減させて省エネルギ化を実現できる。
なお、図１２の黒色の一点鎖線矢印は、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａが発生させた回転トルクが変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられ、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒの駆動力として利用され得ることを表す。また、灰色の一点鎖線矢印は、油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａがエンジン１１の出力の一部を利用することを表す。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではブームシリンダ７の動作速度をブーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに向ける。具体的には、コントローラ３０は、切替弁６２を第１位置と第２位置との間の中間位置にし、或いは切替弁６２を第１位置に完全に切り替えることで、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。流量制御弁１７２のＣＴ開口が大きい場合、或いは、ブームシリンダ７に負荷が加わり背圧を発生させる必要が無くなった場合についても同様である。なお、図１２における灰色の太点線は、切替弁６２が第１位置の方向に移動させられた場合に、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油が作動油タンクＴに排出されることを表す。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではアームシリンダ８の動作速度をアーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、合流弁５５を第１位置にして第２ポンプ１４Ｒが吐出する第２作動油をアームシリンダ８に流入させる。
なお、上述では、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（負荷圧）が最小と判断される場合を説明するが、バケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（負荷圧）が最小と判断される場合についても同様の説明が適用される。具体的には、コントローラ３０は、バケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（負荷圧）が最小と判断すると、切替弁６３を第２位置にし、バケットシリンダ９のロッド側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、バケット操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７３を最大開口とし、流量制御弁１７３での圧力損失を低減させる。また、コントローラ３０は、切替弁６１及び切替弁６２をそれぞれ第１位置にしてアームシリンダ８及びブームシリンダ７のそれぞれのロッド側油室から流出する作動油を作動油タンクＴに向ける。また、バケットシリンダ９の動作速度も上述同様に制御される。
また、コントローラ３０は、アームシリンダ８のボトム側油室の圧力（負荷圧）が最小と判断すると、切替弁６１を第２位置にし、アームシリンダ８のロッド側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、アーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７１の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７１を最大開口とし、流量制御弁１７１での圧力損失を低減させる。また、コントローラ３０は、切替弁６２及び切替弁６３のそれぞれを第１位置にしてブームシリンダ７及びバケットシリンダ９のそれぞれのロッド側油室から流出する作動油を作動油タンクＴに向ける。また、アームシリンダ８の動作速度も上述同様に制御される。
次に、図１３を参照し、背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を説明する。なお、図１３は、背圧回生によるアームシリンダ８のアシストを伴う掘削動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。また、図１３の黒色及び灰色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。また、図１３の黒色及び灰色の太点線は、油圧アクチュエータから流出する作動油の流れを表す。また、図１３における灰色の太実線及び太点線は、作動油の流れが減少或いは消失し得ることを追加的に表す。
具体的には、コントローラ３０は、ブーム上げ操作、アーム閉じ操作、及びバケット閉じ操作による複合掘削動作が行われていると判断すると、切替弁６２Ａを第２位置にし、黒色の太点線で示すように、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２Ａの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７２Ａを最大開口とし、流量制御弁１７２Ａでの圧力損失を低減させる。また、コントローラ３０は、流量制御弁１７３を通じてバケットシリンダ９のロッド側油室から流出する作動油を作動油タンクＴに排出させる。
その後、コントローラ３０は、ブームシリンダ７の動作速度がブーム操作レバーの操作量に応じた速度となるよう、ポンプ・モータ１４Ａによる作動油の吸収量（押退容積）を制御する。具体的には、コントローラ３０は、アームシリンダ８の負荷圧（ボトム側油室の圧力）がブームシリンダ７の所望の背圧（ロッド側油室の圧力）より高い場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力）をアームシリンダ８の負荷圧まで増大させる。また、コントローラ３０は、アームシリンダ８の負荷圧（ボトム側油室の圧力）がブームシリンダ７の所望の背圧以下の場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力）を負荷圧まで低減させる。そして、コントローラ３０は、レギュレータによりポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角を調整して押退容積を制御する。
なお、図１３の黒色の一点鎖線矢印は、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａが発生させた回転トルクが変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられ、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒの駆動力として利用され得ることを表す。また、灰色の一点鎖線矢印は、油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａがエンジン１１の出力の一部を利用することを表す。
また、例えばポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではブームシリンダ７の動作速度をブーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。具体的には、コントローラ３０は、切替弁６２Ｂを第１位置と第２位置との間の中間位置にし、或いは切替弁６２Ｂを第１位置に完全に切り替えることで、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。なお、コントローラ３０は、必要に応じて、切替弁６２Ａを第３位置（中立位置）にしてブームシリンダ７のロッド側油室とポンプ・モータ１４Ａとの間の連通を遮断してもよい。なお、図１３における灰色の太点線は、切替弁６２Ｂが第１位置に切り替えられた場合に、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油が作動油タンクＴに排出されることを表す。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御することでアームシリンダ８の動作速度をアーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できる場合、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５１Ｂを第２位置にして第２作動油のアームシリンダ８への流入を遮断してもよい。なお、図１３における灰色の太実線は、可変ロードチェック弁５１Ｂが第２位置に切り替えられた場合に、第２作動油のアームシリンダ８への流入が遮断されることを表す。
上述のように、コントローラ３０は、［掘削動作］及び［背圧回生によるエンジンのアシストを伴う掘削動作］のところで説明した効果に加え、以下の効果を追加的に実現する。
具体的には、コントローラ３０は、掘削動作が行われた場合に、ブームシリンダ７のロッド側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａに供給する。そして、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させるか油圧モータとして作動させるかを決定し、且つ、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御することでポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油の吐出圧を変化させる。そのため、第３作動油の供給先である油圧アクチュエータの負荷圧とブームシリンダ７のロッド側油室における所望の背圧との大小関係にかかわらず、第３作動油をその油圧アクチュエータに流入させることができる。その結果、第１作動油と第３作動油の流量バランスを柔軟に制御でき、また、回生したエネルギを効率的に再利用できる。

［背圧回生によるエンジンのアシストを伴う排土動作］
次に、図１４を参照し、背圧回生によるエンジン１１のアシストを伴う排土動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を説明する。なお、図１４は、背圧回生によるエンジン１１のアシストを伴う排土動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。また、図１４の黒色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。また、図１４の黒色の太点線は、油圧アクチュエータから流出する作動油の流れを表す。
排土動作は、ブーム下げ、アーム開き、及びバケット開きを含む動作である。また、ブーム４は自重で下降し、ブーム４の下降速度はブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の流量を調整することで制御される。具体的には、ボトム側油室から流出する作動油の流量が大きいほどブーム４の下降速度は大きくなる。
ブーム下げ操作が行われると、流量制御弁１７２はブーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１４の左位置に移動する。また、アーム開き操作が行われると、流量制御弁１７１はアーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１４の左位置に移動し、バケット開き操作が行われると、流量制御弁１７３はバケット操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１４の左位置に移動する。
そして、コントローラ３０は、ブーム下げ操作が行われたと判断すると、図１４に示すように、再生弁７ａの開口を最大にしてブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させる。
なお、再生弁７ａの開口が最大になると、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力がそのままロッド側油室にも掛かるため、ボトム側油室の圧力がさらに上昇してコントロールバルブ１７内に設置されたリリーフ弁のリリーフ圧を超過する場合がある。そのため、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力がそのリリーフ圧に近づいた場合には、再生弁７ａの開口を小さくしてボトム側油室の圧力がそのリリーフ圧を超えないようにする。
また、コントローラ３０は、切替弁６２を第２位置にし、黒色の太点線で示すように、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７２を最大開口とし、流量制御弁１７２での圧力損失を低減させる。また、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５２を第２位置にし、第２ポンプ１４Ｒと流量制御弁１７２との間の連通を遮断する。
また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量及び再生弁７ａの開度に応じてポンプ・モータ１４Ａの吐出量を制御する。具体的には、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させ、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力が急変しないよう、また、リリーフ圧を超過しないよう、対応するレギュレータを制御してポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御する。そして、コントローラ３０は、切替弁９０を第２位置にしてポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油を作動油タンクＴに排出させる。
また、コントローラ３０は、合流弁５５を第２位置の状態に維持して第１作動油と第２作動油とを合流させないようにし、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９のそれぞれの動きが別々の作動油で独立して制御されるようにする。この場合、アームシリンダ８のロッド側油室に流入する作動油の流量は、第１ポンプ１４Ｌによる直接制御が可能なため、流量制御弁１７１における絞りで制限される必要はない。同様に、バケットシリンダ９のロッド側油室に流入する作動油の流量は、第２ポンプ１４Ｒによる直接制御が可能なため、流量制御弁１７３における絞りで制限される必要はない。そのため、コントローラ３０は、ブームシリンダ７に対応する流量制御弁１７２の場合と同様、減圧弁により流量制御弁１７１、１７３の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７１、１７３を最大開口とし、流量制御弁１７１、１７３での圧力損失を低減させてもよい。なお、アーム開き操作及びバケット開き操作を伴う排土動作が行われる場合、アーム操作レバー及びバケット操作レバーは、典型的には、フルレバー（例えば、レバーの中立状態を０％とし、最大操作状態を１００％とした場合の８０％以上の操作量）で操作される。そのため、流量制御弁１７１、１７３は何れも最大開口となる。
また、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油は、ポンプ・モータ１４Ａを回転させることによって回転トルクを発生させる。この回転トルクは、図１４の黒色の一点鎖線矢印で示すように、変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられ、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒの駆動力として利用され得る。すなわち、ポンプ・モータ１４Ａが発生させた回転トルクは、エンジン１１の回転をアシストするために利用され、エンジン１１の負荷ひいては燃料噴射量を抑制する効果を奏する。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではブームシリンダ７の動作速度をブーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに向ける。具体的には、コントローラ３０は、切替弁６２を第１位置と第２位置との間の中間位置にし、或いは切替弁６２を第１位置に完全に切り替えることで、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。
次に、図１５を参照し、背圧回生によるエンジン１１のアシストを伴う排土動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を説明する。なお、図１５は、背圧回生によるエンジン１１のアシストを伴う排土動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。また、図１５の黒色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。また、図１５の黒色及び灰色の太点線は、油圧アクチュエータから流出する作動油の流れを表す。
具体的には、コントローラ３０は、ブーム下げ操作が行われたと判断すると、再生弁７ａの開口を最大にしてブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させる。
また、コントローラ３０は、切替弁６２Ａを第１位置にし、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２Ａの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を低減させて流量制御弁１７２Ａを中立位置とし、ブームシリンダ７のボトム側油室から流量制御弁１７２Ａを通って作動油タンクＴに向かう作動油の流れを遮断する。また、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５２Ａを第２位置にし、第２ポンプ１４Ｒと流量制御弁１７２Ａとの間の連通を遮断する。
また、アーム開き操作が行われると、流量制御弁１７１Ａはアーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１５の右位置に移動する。また、バケット開き操作が行われると、流量制御弁１７３はバケット操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１５の左位置に移動する。
また、コントローラ３０は、アーム開き操作が行われたと判断すると、可変ロードチェック弁５１Ａを第１位置にし、第１ポンプ１４Ｌと流量制御弁１７１Ａとの間を連通させる。また、コントローラ３０は、バケット開き操作が行われたと判断すると、可変ロードチェック弁５３を第１位置にし、第２ポンプ１４Ｒと流量制御弁１７３との間を連通させる。
また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量及び再生弁７ａの開度に応じてポンプ・モータ１４Ａの吐出量を制御する。具体的には、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させ、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力が急変しないよう、対応するレギュレータを制御してポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御する。そして、コントローラ３０は、切替弁９０を第２位置にし、且つ、切替弁９２を第３位置にしてポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油を作動油タンクＴに排出させる。
また、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５１Ｂを第２位置の状態に維持して第１作動油と第２作動油とを合流させないようにし、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９のそれぞれの動きが別々の作動油で独立して制御されるようにする。この場合、アームシリンダ８のロッド側油室に流入する作動油の流量は、第１ポンプ１４Ｌによる直接制御が可能なため、流量制御弁１７１Ａにおける絞りで制限される必要はない。同様に、バケットシリンダ９のロッド側油室に流入する作動油の流量は、第２ポンプ１４Ｒによる直接制御が可能なため、流量制御弁１７３における絞りで制限される必要はない。そのため、コントローラ３０は、ブームシリンダ７に対応する流量制御弁１７２Ａの場合と同様、減圧弁により流量制御弁１７１Ａの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７１Ａを最大開口とし、且つ、減圧弁により流量制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７３を最大開口とし、流量制御弁１７１Ａ、１７３での圧力損失を低減させてもよい。
また、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油は、ポンプ・モータ１４Ａを回転させることによって回転トルクを発生させる。この回転トルクは、図１５の黒色の一点鎖線矢印で示すように、変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられ、第１ポンプ１４Ｌ及び第２ポンプ１４Ｒの駆動力として利用され得る。すなわち、ポンプ・モータ１４Ａが発生させた回転トルクは、エンジン１１の回転をアシストするために利用され、エンジン１１の負荷ひいては燃料噴射量を抑制する効果を奏する。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではブームシリンダ７の動作速度をブーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに向ける。具体的には、コントローラ３０は、切替弁６２Ｃを第１位置と第２位置との間の中間位置にし、或いは切替弁６２Ｃを第１位置に完全に切り替えることで、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。
また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２Ｂの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７２Ｂを図１５の左位置とし、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を第１作動油に合流させてもよい。
なお、図１５における灰色の太点線は、切替弁６２Ｃが第１位置の方向に移動させられた場合にブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油が作動油タンクＴに排出されること、及び、流量制御弁１７２Ｂが左位置に移動させられた場合にブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油が流量制御弁１７２Ｂのところで第１作動油と合流することを表す。
上述のように、コントローラ３０は、ブーム下げ操作が行われた場合に、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油でポンプ・モータ１４Ａを回転させて背圧を生成する。そのため、本発明の実施例に係るショベルは、背圧を生成する際に得られる油圧エネルギをエンジン１１のアシストのために利用できる。その結果、アシスト出力分だけエンジン出力を低減させることによる省エネルギ化、エンジン出力にアシスト出力を上乗せして油圧ポンプの出力を増大させることによる動作の高速化及びサイクルタイムの短縮等を実現できる。
また、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを回転させることで背圧を生成するため、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の流れを絞りで絞る必要がなく、絞りで圧力損失を発生させることもない。そのため、ブーム４の位置エネルギが熱エネルギとして消費されるのを抑制或いは防止し、エネルギ損失を抑制或いは防止できる。
また、コントローラ３０は、ブーム下げ操作、アーム開き操作、及びバケット開き操作が同時に行われた場合であっても、第１作動油と第２作動油とを合流させることなく、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９のそれぞれの動きを別々の作動油で独立して制御する。そのため、アームシリンダ８を動かすために要求される第１作動油の流量、及び、バケットシリンダ９を動かすために要求される第２作動油の流量のうちの一方が他方の影響を受けることがない。そのため、油圧ポンプが必要以上に作動油を吐出するのを防止できる。

［背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う排土動作］
次に、図１６を参照し、背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う排土動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を説明する。なお、図１６は、背圧回生によるアームシリンダ８のアシストを伴う排土動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。また、図１６の黒色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。また、図１６の黒色の太点線は、油圧アクチュエータから流出する作動油の流れを表す。
ブーム下げ操作が行われると、流量制御弁１７２はブーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１６の左位置に移動する。また、アーム開き操作が行われると、流量制御弁１７１はアーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１６の左位置に移動し、バケット開き操作が行われると、流量制御弁１７３はバケット操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１６の左位置に移動する。
そして、コントローラ３０は、ブーム下げ操作が行われたと判断すると、黒色の太点線で示すように、再生弁７ａの開口を最大にしてブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させる。
また、コントローラ３０は、切替弁６２を第２位置にし、黒色の太点線で示すように、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７２を最大開口とし、流量制御弁１７２での圧力損失を低減させる。また、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５２を第２位置にし、第２ポンプ１４Ｒと流量制御弁１７２との間の連通を遮断する。
また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量及び再生弁７ａの開度に応じてポンプ・モータ１４Ａの吐出量を制御する。具体的には、コントローラ３０は、アームシリンダ８の負荷圧（ロッド側油室の圧力）がブームシリンダ７の所望の背圧（ボトム側油室の圧力）より高い場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力）をアームシリンダ８の負荷圧まで増大させる。また、コントローラ３０は、アームシリンダ８の負荷圧（ロッド側油室の圧力）がブームシリンダ７の所望の背圧以下の場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力）を負荷圧まで低減させる。そして、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力が急変しないよう、対応するレギュレータによりポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角を調整して押退容積を制御する。例えば、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを一定速度で回転させる場合、押退容積を小さくするほどブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の流量を小さくでき、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（背圧）を上昇させることができる。この関係を用いて、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの吐出側の作動油の圧力がアームシリンダ８の負荷圧となるように、且つ、ポンプ・モータ１４Ａの供給側の作動油の圧力が所望の背圧となるようにポンプ・モータ１４Ａを制御できる。なお、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角と回転速度を調整する代わりに、絞りを用いた分流制御によってポンプ・モータ１４Ａの吐出側の作動油の圧力がアームシリンダ８の負荷圧となるように、且つ、ポンプ・モータ１４Ａの供給側の作動油の圧力が所望の背圧となるようにしてもよい。この場合、ポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角は固定であってもよい。前述及び後述の他の制御においても、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角と回転速度を調整する代わりに、絞りを用いた分流制御によってポンプ・モータ１４Ａの吐出側及び供給側のそれぞれの作動油の圧力が所望の圧力となるようにしてもよい。
油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、作動油タンクＴから作動油を吸い込む場合に比べ、小さいポンプ負荷で作動油を吐出できる。その結果、エンジン１１の負荷を低減させて省エネルギ化を実現できる。また、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油の吐出量分だけ第１ポンプ１４Ｌが吐出する第１作動油の吐出量を低減させる。その結果、アームシリンダ８のロッド側油室に流入する作動油の流量を変えずにエンジン１１の負荷を低減させて省エネルギ化を実現できる。
また、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、エンジン１１をアシストし、第１ポンプ１４Ｌを回転させるための駆動力の一部を負担できる。その結果、コントローラ３０は、第１ポンプ１４Ｌの吸収馬力を増大させることができ、或いは、吸収馬力を増大させない場合にはエンジン１１の負荷ひいては燃料噴射量を抑制できる。なお、図１６の灰色の一点鎖線矢印は、油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａがエンジン１１の出力の一部を利用することを表す。また、図１６の黒色の一点鎖線矢印は、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａがエンジン１１をアシストして第１ポンプ１４Ｌの駆動力の一部を負担することを表す。
そして、コントローラ３０は、切替弁９０を第１位置にしてポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油を切替弁９１に向け、且つ、切替弁９１を第１位置にして第３作動油をアームシリンダ８に向ける。
また、コントローラ３０は、合流弁５５を第２位置の状態に維持して第１作動油と第２作動油とを合流させないようにし、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９のそれぞれの動きが別々の作動油で独立して制御されるようにする。この場合、アームシリンダ８のロッド側油室に流入する作動油の流量は、第１ポンプ１４Ｌによる直接制御が可能なため、流量制御弁１７１における絞りで制限される必要はない。同様に、バケットシリンダ９のロッド側油室に流入する作動油の流量は、第２ポンプ１４Ｒによる直接制御が可能なため、流量制御弁１７３における絞りで制限される必要はない。そのため、コントローラ３０は、ブームシリンダ７に対応する流量制御弁１７２の場合と同様、減圧弁により流量制御弁１７１、１７３の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７１、１７３を最大開口とし、流量制御弁１７１、１７３での圧力損失を低減させてもよい。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではブームシリンダ７の動作速度をブーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに向ける。具体的には、コントローラ３０は、切替弁６２を第１位置と第２位置との間の中間位置にし、或いは切替弁６２を第１位置に完全に切り替えることで、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。
次に、図１７を参照し、背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う排土動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を説明する。なお、図１７は、背圧回生によるアームシリンダ８のアシストを伴う排土動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。また、図１７の黒色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。また、図１７の黒色及び灰色の太点線は、油圧アクチュエータから流出する作動油の流れを表す。
具体的には、コントローラ３０は、ブーム下げ操作が行われたと判断すると、再生弁７ａの開口を最大にしてブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させる。
また、コントローラ３０は、切替弁６２Ａを第１位置にし、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２Ａの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を低減させて流量制御弁１７２Ａを中立位置とし、ブームシリンダ７のボトム側油室から流量制御弁１７２Ａを通って作動油タンクＴに向かう作動油の流れを遮断する。また、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５２Ａを第２位置にし、第２ポンプ１４Ｒと流量制御弁１７２Ａとの間の連通を遮断する。
また、アーム開き操作が行われると、流量制御弁１７１Ａはアーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１７の右位置に移動する。また、バケット開き操作が行われると、流量制御弁１７３はバケット操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１７の左位置に移動する。
また、コントローラ３０は、アーム開き操作が行われたと判断すると、可変ロードチェック弁５１Ａを第１位置にし、第１ポンプ１４Ｌと流量制御弁１７１Ａとの間を連通させる。また、コントローラ３０は、バケット開き操作が行われたと判断すると、可変ロードチェック弁５３を第１位置にし、第２ポンプ１４Ｒと流量制御弁１７３との間を連通させる。
また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量及び再生弁７ａの開度に応じてポンプ・モータ１４Ａの吐出量を制御する。具体的には、コントローラ３０は、アームシリンダ８の負荷圧（ロッド側油室の圧力）がブームシリンダ７の所望の背圧（ボトム側油室の圧力）より高い場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力）をアームシリンダ８の負荷圧まで増大させる。また、コントローラ３０は、アームシリンダ８の負荷圧（ロッド側油室の圧力）がブームシリンダ７の所望の背圧以下の場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力）を負荷圧まで低減させる。そして、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力が急変しないよう、対応するレギュレータによりポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角を調整して押退容積を制御する。例えば、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを一定速度で回転させる場合、押退容積を小さくするほどブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の流量を小さくでき、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（背圧）を上昇させることができる。この関係を用いて、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの吐出側の作動油の圧力がアームシリンダ８の負荷圧となるように、且つ、ポンプ・モータ１４Ａの供給側の作動油の圧力が所望の背圧となるようポンプ・モータ１４Ａを制御できる。
油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、作動油タンクＴから作動油を吸い込む場合に比べ、小さいポンプ負荷で作動油を吐出できる。その結果、エンジン１１の負荷を低減させて省エネルギ化を実現できる。また、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油の吐出量だけ第１ポンプ１４Ｌが吐出する第１作動油の吐出量を低減させる。その結果、アームシリンダ８のロッド側油室に流入する作動油の流量を変えずにエンジン１１の負荷を低減させて省エネルギ化を実現できる。
また、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、エンジン１１をアシストし、第１ポンプ１４Ｌを回転させるための駆動力の一部を負担できる。その結果、コントローラ３０は、第１ポンプ１４Ｌの吸収馬力を増大させることができ、或いは、吸収馬力を増大させない場合にはエンジン１１の負荷ひいては燃料噴射量を抑制できる。なお、図１７の灰色の一点鎖線矢印は、油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａがエンジン１１の出力の一部を利用することを表す。また、図１７の黒色の一点鎖線矢印は、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａがエンジン１１をアシストして第１ポンプ１４Ｌの駆動力の一部を負担することを表す。
また、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５１Ｂを第２位置の状態に維持して第１作動油と第２作動油とを合流させないようにし、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９のそれぞれの動きが別々の作動油で独立して制御されるようにする。この場合、アームシリンダ８のロッド側油室に流入する作動油の流量は、第１ポンプ１４Ｌによる直接制御が可能なため、流量制御弁１７１Ａにおける絞りで制限される必要はない。同様に、バケットシリンダ９のロッド側油室に流入する作動油の流量は、第２ポンプ１４Ｒによる直接制御が可能なため、流量制御弁１７３における絞りで制限される必要はない。そのため、コントローラ３０は、ブームシリンダ７に対応する流量制御弁１７２Ａの場合と同様、減圧弁により流量制御弁１７１Ａの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７１Ａを最大開口とし、且つ、減圧弁により流量制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７３を最大開口とし、流量制御弁１７１Ａ、１７３での圧力損失を低減させてもよい。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではブームシリンダ７の動作速度をブーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに向ける。具体的には、コントローラ３０は、切替弁６２Ｃを第１位置と第２位置との間の中間位置にし、或いは切替弁６２Ｃを第１位置に完全に切り替えることで、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。
また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２Ｂの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７２Ｂを図１５の左位置とし、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を第１作動油に合流させてもよい。
なお、図１７における灰色の太点線は、切替弁６２Ｃが第１位置の方向に移動させられた場合にブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油が作動油タンクＴに排出されること、及び、流量制御弁１７２Ｂが左位置に移動させられた場合にブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油が流量制御弁１７２Ｂのところで第１作動油と合流することを表す。
上述のように、コントローラ３０は、［背圧回生によるエンジンのアシストを伴う排土動作］のところで説明した効果に加え、以下の効果を追加的に実現する。
具体的には、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させるか油圧モータとして作動させるかを決定し、且つ、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御することでポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油の吐出圧を変化させる。そのため、第３作動油の供給先である油圧アクチュエータの負荷圧とブームシリンダ７の所望の背圧との大小関係にかかわらず、第３作動油をその油圧アクチュエータに流入させることができる。その結果、第１作動油と第３作動油の流量バランスを柔軟に制御でき、また、回生したエネルギを効率的に再利用できる。

［背圧回生によるアキュムレータの蓄圧を伴う排土動作］
次に、図１８を参照し、背圧回生によるアキュムレータ８０の蓄圧を伴う排土動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を説明する。なお、図１８は、背圧回生によるアキュムレータ８０の蓄圧を伴う排土動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。また、図１８の黒色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。また、図１８の黒色の太点線は、油圧アクチュエータから流出する作動油の流れを表す。
ブーム下げ操作が行われると、流量制御弁１７２はブーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１８の左位置に移動する。また、アーム開き操作が行われると、流量制御弁１７１はアーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１８の左位置に移動し、バケット開き操作が行われると、流量制御弁１７３はバケット操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１８の左位置に移動する。
そして、コントローラ３０は、ブーム下げ操作が行われたと判断すると、黒色の太点線で示すように、再生弁７ａの開口を最大にしてブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させる。
また、コントローラ３０は、切替弁６２を第２位置にし、黒色の太点線で示すように、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７２を最大開口とし、流量制御弁１７２での圧力損失を低減させる。また、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５２を第２位置にし、第２ポンプ１４Ｒと流量制御弁１７２との間の連通を遮断する。
また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量及び再生弁７ａの開度に応じてポンプ・モータ１４Ａの吐出量を制御する。具体的には、コントローラ３０は、アキュムレータ圧がブームシリンダ７の所望の背圧（ボトム側油室の圧力）より高い場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力）をアキュムレータ圧まで増大させる。また、コントローラ３０は、アキュムレータ圧がブームシリンダ７の所望の背圧以下の場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力）をアキュムレータ圧まで低減させる。そして、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力が急変しないよう、対応するレギュレータによりポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角を調整して押退容積を制御する。例えば、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを一定速度で回転させる場合、押退容積を小さくするほどブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の流量を小さくでき、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（背圧）を上昇させることができる。この関係を用いて、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの吐出側の作動油の圧力がアキュムレータ圧となるように、且つ、ポンプ・モータ１４Ａの供給側の作動油の圧力が所望の背圧となるようにその作動油の圧力を制御できる。
油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、作動油タンクＴから作動油を吸い込んでアキュムレータ８０を蓄圧する場合に比べ、小さいポンプ負荷でアキュムレータ８０を蓄圧できる。その結果、エンジン１１の負荷を低減させて省エネルギ化を実現できる。また、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、エンジン１１をアシストし、第１ポンプ１４Ｌを回転させるための駆動力の一部を負担できる。その結果、コントローラ３０は、第１ポンプ１４Ｌの吸収馬力を増大させることができ、或いは、吸収馬力を増大させない場合にはエンジン１１の負荷ひいては燃料噴射量を抑制できる。なお、図１８の灰色の一点鎖線矢印は、油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａがエンジン１１の出力の一部を利用することを表す。また、図１８の黒色の一点鎖線矢印は、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａがエンジン１１をアシストして第１ポンプ１４Ｌの駆動力の一部を負担することを表す。
そして、コントローラ３０は、切替弁９０を第１位置にしてポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油を切替弁９１に向け、且つ、切替弁９１を第３位置にして第３作動油をアキュムレータ８０に向ける。また、コントローラ３０は、切替弁８１を第１位置にしてポンプ・モータ１４Ａとアキュムレータ８０との間を連通させる。この場合、第１ポンプ１４Ｌとアキュムレータ８０との間の連通を別の切替弁によって遮断してもよい。
また、コントローラ３０は、合流弁５５を第２位置の状態に維持して第１作動油と第２作動油とを合流させないようにし、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９のそれぞれの動きが別々の作動油で独立して制御されるようにする。この場合、アームシリンダ８のロッド側油室に流入する作動油の流量は、第１ポンプ１４Ｌによる直接制御が可能なため、流量制御弁１７１における絞りで制限される必要はない。同様に、バケットシリンダ９のロッド側油室に流入する作動油の流量は、第２ポンプ１４Ｒによる直接制御が可能なため、流量制御弁１７３における絞りで制限される必要はない。そのため、コントローラ３０は、ブームシリンダ７に対応する流量制御弁１７２の場合と同様、減圧弁により流量制御弁１７１、１７３の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７１、１７３を最大開口とし、流量制御弁１７１、１７３での圧力損失を低減させてもよい。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではブームシリンダ７の動作速度をブーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに向ける。具体的には、コントローラ３０は、切替弁６２を第１位置と第２位置との間の中間位置に設定し、或いは切替弁６２を第１位置に完全に切り替えることで、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。
次に、図１９を参照し、背圧回生によるアキュムレータ８０の蓄圧を伴う排土動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を説明する。なお、図１９は、背圧回生によるアームシリンダ８のアシストを伴う排土動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。また、図１９の黒色の太実線は、油圧アクチュエータに流入する作動油の流れを表し、実線の太さが太いほど流量が大きいことを表す。また、図１９の黒色及び灰色の太点線は、油圧アクチュエータから流出する作動油の流れを表す。
具体的には、コントローラ３０は、ブーム下げ操作が行われたと判断すると、再生弁７ａの開口を最大にしてブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させる。
また、コントローラ３０は、切替弁６２Ａを第１位置にし、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２Ａの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を低減させて流量制御弁１７２Ａを中立位置とし、ブームシリンダ７のボトム側油室から流量制御弁１７２Ａを通って作動油タンクＴに向かう作動油の流れを遮断する。また、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５２Ａを第２位置にし、第２ポンプ１４Ｒと流量制御弁１７２Ａとの間の連通を遮断する。
また、アーム開き操作が行われると、流量制御弁１７１Ａはアーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１９の右位置に移動する。また、バケット開き操作が行われると、流量制御弁１７３はバケット操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図１９の左位置に移動する。
また、コントローラ３０は、アーム開き操作が行われたと判断すると、可変ロードチェック弁５１Ａを第１位置にし、第１ポンプ１４Ｌと流量制御弁１７１Ａとの間を連通させる。また、コントローラ３０は、バケット開き操作が行われたと判断すると、可変ロードチェック弁５３を第１位置にし、第２ポンプ１４Ｒと流量制御弁１７３との間を連通させる。
また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量及び再生弁７ａの開度に応じてポンプ・モータ１４Ａの吐出量を制御する。具体的には、コントローラ３０は、アキュムレータ圧がブームシリンダ７の所望の背圧（ボトム側油室の圧力）より高い場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力）をアキュムレータ圧まで増大させる。また、コントローラ３０は、アキュムレータ圧がブームシリンダ７の所望の背圧以下の場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力）をアキュムレータ圧まで低減させる。そして、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力が急変しないよう、対応するレギュレータによりポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角を調整して押退容積を制御する。例えば、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを一定速度で回転させる場合、押退容積を小さくするほどブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の流量を小さくでき、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（背圧）を上昇させることができる。この関係を用いて、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの吐出側の作動油の圧力がアキュムレータ圧となるように、且つ、ポンプ・モータ１４Ａの供給側の作動油の圧力が所望の背圧となるようにポンプ・モータ１４Ａを制御できる。
油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、作動油タンクＴから作動油を吸い込でアキュムレータ８０を蓄圧する場合に比べ、小さいポンプ負荷でアキュムレータ８０を蓄圧できる。その結果、エンジン１１の負荷を低減させて省エネルギ化を実現できる。また、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、エンジン１１をアシストし、第１ポンプ１４Ｌを回転させるための駆動力の一部を負担できる。その結果、コントローラ３０は、第１ポンプ１４Ｌの吸収馬力を増大させることができ、或いは、吸収馬力を増大させない場合にはエンジン１１の負荷ひいては燃料噴射量を抑制できる。なお、図１９の灰色の一点鎖線矢印は、油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａがエンジン１１の出力の一部を利用することを表す。また、図１９の黒色の一点鎖線矢印は、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａがエンジン１１をアシストして第１ポンプ１４Ｌの駆動力の一部を負担することを表す。
また、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５１Ｂを第２位置の状態に維持して第１作動油と第２作動油とを合流させないようにし、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９のそれぞれの動きが別々の作動油で独立して制御されるようにする。この場合、アームシリンダ８のロッド側油室に流入する作動油の流量は、第１ポンプ１４Ｌによる直接制御が可能なため、流量制御弁１７１Ａにおける絞りで制限される必要はない。同様に、バケットシリンダ９のロッド側油室に流入する作動油の流量は、第２ポンプ１４Ｒによる直接制御が可能なため、流量制御弁１７３における絞りで制限される必要はない。そのため、コントローラ３０は、ブームシリンダ７に対応する流量制御弁１７２Ａの場合と同様、減圧弁により流量制御弁１７１Ａの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７１Ａを最大開口とし、且つ、減圧弁により流量制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７３を最大開口とし、流量制御弁１７１Ａ、１７３での圧力損失を低減させてもよい。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではブームシリンダ７の動作速度をブーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに向ける。具体的には、コントローラ３０は、切替弁６２Ｃを第１位置と第２位置との間の中間位置にし、或いは切替弁６２Ｃを第１位置に完全に切り替えることで、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。
また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２Ｂの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７２Ｂを図１５の左位置とし、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油を第１作動油に合流させてもよい。
なお、図１９における灰色の太点線は、切替弁６２Ｃが第１位置の方向に移動させられた場合にブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油が作動油タンクＴに排出されること、及び、流量制御弁１７２Ｂが左位置に移動させられた場合にブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油が流量制御弁１７２Ｂのところで第１作動油と合流することを表す。
上述のように、コントローラ３０は、［背圧回生によるエンジンのアシストを伴う排土動作］及び［背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う排土動作］のところで説明した効果に加え、以下の効果を追加的に実現する。
具体的には、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させるか油圧モータとして作動させるかを決定し、且つ、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御することでポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油の吐出圧を変化させる。そのため、第３作動油の供給先であるアキュムレータ８０の圧力とブームシリンダ７の所望の背圧との大小関係にかかわらず、第３作動油をアキュムレータ８０に流入させることができる。その結果、ブーム４の位置エネルギを油圧エネルギとして柔軟にアキュムレータ８０に蓄えることができ、蓄えた油圧エネルギを効率的に再利用できる。また、ブーム下げ操作が行われた場合であって、エンジン１１をアシストする必要が無いとき、或いは、アームシリンダ８の動作速度を増大させる必要が無いときに、ブーム４の位置エネルギを油圧エネルギとしてアキュムレータ８０に蓄えることができる。また、ブーム４の位置エネルギが小さい場合であっても油圧エネルギとしてアキュムレータ８０に蓄えることができる。

［アキュムレータの蓄圧を伴うブーム下げ旋回減速動作］
次に、図２０を参照し、アキュムレータ８０の蓄圧を伴うブーム下げ旋回減速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を説明する。なお、図２０は、アキュムレータ８０の蓄圧を伴うブーム下げ旋回減速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。また、図２０の灰色の太実線は、アキュムレータ８０に流入する作動油の流れを表し、図２０の黒色の太点線は、油圧アクチュエータから流出する作動油の流れを表す。
ブーム下げ旋回減速動作は、ブーム下げ及び旋回減速を含む動作である。また、上部旋回体３は慣性によって回転を継続し、上部旋回体３の減速度は旋回用油圧モータ２１の吐出ポート側の作動油の圧力を調整することによって制御される。具体的には、吐出ポート側の作動油の圧力が高いほど上部旋回体３の減速度は大きくなる。
ブーム下げ操作が行われると、流量制御弁１７２はブーム操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を受けて図２０の左位置に移動する。
そして、コントローラ３０は、ブーム下げ操作が行われたと判断すると、黒色の太点線で示すように、再生弁７ａの開口を最大にしてブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させる。
また、コントローラ３０は、切替弁６２を第２位置にし、黒色の太点線で示すように、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を増大させて流量制御弁１７２を最大開口とし、流量制御弁１７２での圧力損失を低減させる。また、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５２を第２位置にし、第２ポンプ１４Ｒと流量制御弁１７２との間の連通を遮断する。
また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量及び再生弁７ａの開度に応じてポンプ・モータ１４Ａの吐出量を制御する。具体的には、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させ、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力が急変しないよう、対応するレギュレータを制御してポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御する。そして、コントローラ３０は、切替弁９０を第２位置にしてポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油を作動油タンクＴに排出させる。
なお、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油をアキュムレータ８０又は動作中の油圧アクチュエータに向けてもよい。具体的には、コントローラ３０は、アキュムレータ圧がブームシリンダ７の所望の背圧（ボトム側油室の圧力）より高い場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力）をアキュムレータ圧まで増大させる。また、コントローラ３０は、アキュムレータ圧がブームシリンダ７の所望の背圧以下の場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力）をアキュムレータ圧まで低減させる。そして、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力が急変しないよう、対応するレギュレータによりポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角を調整して押退容積を制御する。また、コントローラ３０は、切替弁９０を第１位置にしてポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油を切替弁９１に向け、且つ、切替弁９１を第３位置にして第３作動油をアキュムレータ８０に向ける。このようにして、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの吐出側の作動油の圧力がアキュムレータ圧となるように、且つ、ポンプ・モータ１４Ａの供給側の作動油の圧力が所望の背圧となるようポンプ・モータ１４Ａを制御する。第３作動油を動作中の油圧アクチュエータに向ける場合も同様である。
油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、作動油タンクＴから作動油を吸い込む場合に比べ、小さいポンプ負荷で作動油を吐出できる。その結果、エンジン１１の負荷を低減させて省エネルギ化を実現できる。また、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、回転トルクを発生させてエンジン１１をアシストし、第１ポンプ１４Ｌを回転させるための駆動力の一部を負担できる。その結果、コントローラ３０は、第１ポンプ１４Ｌの吸収馬力を増大させることができ、或いは、吸収馬力を増大させない場合にはエンジン１１の負荷ひいては燃料噴射量を抑制できる。
図２０の例では、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させて第３作動油を作動油タンクＴに排出させる場合、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの回転トルクによって駆動される第１ポンプ１４Ｌが吐出する第１作動油をアキュムレータ８０に流入させる。この場合、コントローラ３０は、第１ポンプ１４Ｌの吐出圧がアキュムレータ圧となるよう、対応するレギュレータにより第１ポンプ１４Ｌの押退容積を制御する。また、コントローラ３０は、切替弁８１を第１位置にして第１ポンプ１４Ｌとアキュムレータ８０との間を連通させる。なお、図２０の黒色の一点鎖線矢印は、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａの回転トルクが第１ポンプ１４Ｌを駆動することを表し、図２０の灰色の太実線は、ポンプ・モータ１４Ａが発生させた回転トルクを含む回転トルクによって駆動される第１ポンプ１４Ｌの第１作動油がアキュムレータ８０に流入することを表す。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではブームシリンダ７の動作速度をブーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに向ける。具体的には、コントローラ３０は、切替弁６２を第１位置と第２位置との間の中間位置にし、或いは切替弁６２を第１位置に完全に切り替えることで、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。
また、旋回減速動作が行われると、流量制御弁１７０は、旋回操作レバーの操作量が減少してパイロット圧が減少するため、図２０の中立位置に移動する。
そして、コントローラ３０は、旋回減速動作が行われたと判断すると、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇを開いて旋回用油圧モータ２１の吐出ポート２１Ｌ側の作動油を切替弁６０に向けて流出させる。また、コントローラ３０は、切替弁６０を第２位置にし、黒色の太点線で示すように、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油をアキュムレータ８０に流入させる。
また、コントローラ３０は、旋回用油圧モータ２１の吐出ポート２１Ｌ側の作動油の圧力とアキュムレータ圧とに応じて、再生弁２２Ｇの開度又は切替弁６０の第２位置での開度を調整する。そして、上部旋回体３の旋回を停止させるための所望の制動トルクを発生できるように、吐出ポート２１Ｌ側の作動油の圧力を制御する。なお、コントローラ３０は、旋回圧センサ（図示せず。）の出力に基づいて旋回用油圧モータ２１の２つのポート２１Ｌ、２１Ｒのそれぞれの側の作動油の圧力を検出する。
また、コントローラ３０は、旋回減速動作が行われたと判断すると、切替弁６０を第１位置にし、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に流入させてもよい。この場合、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを回転させることで制動圧を生成するため、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油の流れを絞りで絞る必要がなく、絞りで圧力損失を発生させることもない。そのため、上部旋回体３の慣性エネルギが熱エネルギとして消費されるのを抑制或いは防止し、エネルギ損失を抑制或いは防止できる。
次に、図２１を参照し、アキュムレータ８０の蓄圧を伴うブーム下げ旋回減速動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を説明する。なお、図２１は、アキュムレータ８０の蓄圧を伴うブーム下げ旋回減速動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。また、図２１の灰色の太実線は、アキュムレータ８０に流入する作動油の流れを表し、図２１の黒色の太点線は、油圧アクチュエータから流出する作動油の流れを表す。
具体的には、コントローラ３０は、ブーム下げ操作が行われたと判断すると、再生弁７ａの開口を最大にしてブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させる。
また、コントローラ３０は、切替弁６２Ａを第１位置にし、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に向ける。また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量とは無関係に、減圧弁により流量制御弁１７２Ａの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を低減させて流量制御弁１７２Ａを中立位置とし、ブームシリンダ７のボトム側油室から流量制御弁１７２Ａを通って作動油タンクＴに向かう作動油の流れを遮断する。また、コントローラ３０は、可変ロードチェック弁５２Ａを第２位置にし、第２ポンプ１４Ｒと流量制御弁１７２Ａとの間の連通を遮断する。
また、コントローラ３０は、ブーム操作レバーの操作量及び再生弁７ａの開度に応じてポンプ・モータ１４Ａの吐出量を制御する。具体的には、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させ、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力が急変しないよう、対応するレギュレータを制御してポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御する。そして、コントローラ３０は、切替弁９０を第２位置にし、且つ、切替弁９２を第１位置にしてポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油を旋回用油圧モータ２１の補給機構に向ける。
なお、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油をアキュムレータ８０又は動作中の油圧アクチュエータに向けてもよい。具体的には、コントローラ３０は、アキュムレータ圧がブームシリンダ７の所望の背圧（ボトム側油室の圧力）より高い場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力）をアキュムレータ圧まで増大させる。また、コントローラ３０は、アキュムレータ圧がブームシリンダ７の所望の背圧以下の場合、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させて供給側の作動油の圧力（ブームシリンダ７のロッド側油室の圧力）をアキュムレータ圧まで低減させる。そして、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室の圧力が急変しないよう、対応するレギュレータによりポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角を調整して押退容積を制御する。また、コントローラ３０は、切替弁９０を第１位置にし、且つ、切替弁９２を第２位置にしてポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油をアキュムレータ８０に流入させる。このようにして、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの吐出側の作動油の圧力がアキュムレータ圧となるように、且つ、ポンプ・モータ１４Ａの供給側の作動油の圧力が所望の背圧となるようにポンプ・モータ１４Ａを制御する。第３作動油を動作中の油圧アクチュエータに向ける場合も同様である。
油圧ポンプとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、作動油タンクＴから作動油を吸い込む場合に比べ、小さいポンプ負荷で作動油を吐出できる。その結果、エンジン１１の負荷を低減させて省エネルギ化を実現できる。また、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａは、回転トルクを発生させてエンジン１１をアシストし、第１ポンプ１４Ｌを回転させるための駆動力の一部を負担できる。その結果、コントローラ３０は、第１ポンプ１４Ｌの吸収馬力を増大させることができ、或いは、吸収馬力を増大させない場合にはエンジン１１の負荷ひいては燃料噴射量を抑制できる。
図２１の例では、ポンプ・モータ１４Ａを油圧モータとして作動させて第３作動油を作動油タンクＴに排出させる場合、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの回転トルクによって駆動される第１ポンプ１４Ｌが吐出する第１作動油をアキュムレータ８０に流入させる。この場合、コントローラ３０は、第１ポンプ１４Ｌの吐出圧がアキュムレータ圧となるよう、対応するレギュレータにより第１ポンプ１４Ｌの押退容積を制御する。また、コントローラ３０は、切替弁８１を第１位置にして第１ポンプ１４Ｌとアキュムレータ８０との間を連通させる。なお、図２１の黒色の一点鎖線矢印は、油圧モータとして作動するポンプ・モータ１４Ａの回転トルクが第１ポンプ１４Ｌを駆動することを表し、図２１の灰色の太実線は、ポンプ・モータ１４Ａが発生させた回転トルクを含むトルクによって駆動される第１ポンプ１４Ｌの第１作動油がアキュムレータ８０に流入することを表す。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を制御するだけではブームシリンダ７の動作速度をブーム操作レバーの操作量に応じた速度に制御できない場合、コントローラ３０は、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに向ける。具体的には、コントローラ３０は、切替弁６２Ｃを第１位置と第２位置との間の中間位置にし、或いは切替弁６２Ｃを第１位置に完全に切り替えることで、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の少なくとも一部を作動油タンクＴに排出させる。
また、旋回減速動作が行われると、流量制御弁１７０は、旋回操作レバーの操作量が減少してパイロット圧が減少するため、図２１の中立位置に移動する。
そして、コントローラ３０は、旋回減速動作が行われたと判断すると、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇを開いて旋回用油圧モータ２１の吐出ポート２１Ｌ側の作動油をアキュムレータ８０に流入させる。
また、コントローラ３０は、旋回用油圧モータ２１の吐出ポート２１Ｌ側の作動油の圧力とアキュムレータ圧とに応じて再生弁２２Ｇの開度を調整する。そして、上部旋回体３の旋回を停止させるための所望の制動トルクを発生できるように、吐出ポート２１Ｌ側の作動油の圧力を制御する。
なお、図２１の例では、旋回減速動作が行われると、吸入ポート２１Ｒ側の作動油の圧力が負圧となり、補給機構におけるチェック弁２３Ｒは、吸入ポート２１Ｒ側に作動油を補給する。このとき、コントローラ３０は、切替弁９０を第２位置にし、且つ、切替弁９２を第１位置にしてポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油を旋回用油圧モータ２１の補給機構に向けている。そのため、チェック弁２３Ｒは、灰色の太点線で示すように、ポンプ・モータ１４Ａが吐出する第３作動油を吸入ポート２１Ｒ側に補給することができる。その結果、補給機構は、作動油タンクＴ内の作動油の量が減少して作動油タンクＴから作動油を吸入しにくくなった場合であっても、キャビテーションを発生させることなく、旋回用油圧モータ２１に作動油を補給できる。なお、作動油タンクＴ内の作動油の量は、アキュムレータ８０に蓄圧される作動油の量が多いほど少なくなる。
上述のように、コントローラ３０は、［背圧回生によるエンジンのアシストを伴う排土動作］、［背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う排土動作］、及び［背圧回生によるアキュムレータの蓄圧を伴う排土動作］のところで説明した効果に加え、以下の効果を追加的に実現する。
具体的には、コントローラ３０は、ブーム下げ旋回減速動作が行われる場合、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油をアキュムレータ８０に流入させ、且つ、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａの供給側に流入させる。そのため、本実施例に係るショベルは、旋回減速の際に発生する油圧エネルギをアキュムレータ８０に蓄えることができ、ブーム下げの際に発生する油圧エネルギをエンジン１１のアシストのために利用できる。また、ブーム下げの際に発生する油圧エネルギを利用してエンジン１１をアシストすることで第１ポンプ１４Ｌを駆動し、その第１ポンプ１４Ｌが吐出する第１作動油をアキュムレータ８０に流入させることで、ブーム下げの際に発生する油圧エネルギをアキュムレータ８０に蓄えることができる。そのため、ブーム下げの際に発生する油圧エネルギが大きい場合であっても、第１ポンプ１４Ｌの吐出量を増大させて第１ポンプ１４Ｌの吸収馬力を増大させることで、その油圧エネルギの全てを回生できる。

［エンジンのアシスト及びアキュムレータの蓄圧を伴う旋回減速動作］
次に、図２２を参照し、エンジン１１のアシスト及びアキュムレータ８０の蓄圧を伴う旋回減速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を説明する。なお、図２２は、エンジン１１のアシスト及びアキュムレータ８０の蓄圧を伴う旋回減速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。また、図２２の黒色の太点線は、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油の流れを表し、黒色の一点鎖線矢印は、エンジンアシストトルクが変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられる様子を表す。また、図２２は、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｌが吐出ポートとなる場合を一例として示すが、以下の説明は、ポート２１Ｒが吐出ポートとなる場合についても同様に適用される。
旋回減速動作は、上部旋回体３の旋回速度を低減させる動作である。上部旋回体３は旋回操作レバーが中立位置に戻された場合であっても慣性によって回転を継続する。この場合、上部旋回体３の減速度は旋回用油圧モータ２１の吐出ポート側の作動油の圧力（以下、「旋回流出圧」とする。）を調整することによって制御される。具体的には、旋回流出圧が高いほど上部旋回体３の減速度は大きくなる。
旋回減速動作が行われると、流量制御弁１７０は、旋回操作レバーの操作量が減少してパイロット圧が減少するため、図２２に示すように中立位置に移動する。その結果、第１ポンプ１４Ｌ、第２ポンプ１４Ｒ、及びポンプ・モータ１４Ａの少なくとも１つから旋回用油圧モータ２１に流入する作動油は遮断される。
そして、コントローラ３０は、旋回減速動作が行われたと判断すると、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇを開いて旋回用油圧モータ２１の吐出ポート２１Ｌ側の作動油を切替弁６０に向けて流出させる。また、コントローラ３０は、切替弁６０を第２位置にし、黒色の太点線で示すように、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油をアキュムレータ８０に流入させる。さらに、コントローラ３０は、切替弁８２を第１位置にしてアキュムレータ８０とポンプ・モータ１４Ａとの間を連通させ、黒色の太点線で示すように、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａにも流入させる。その結果、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油は、同じ圧力でアキュムレータ８０及びポンプ・モータ１４Ａのそれぞれに流入する。
また、コントローラ３０は、旋回圧センサの出力である旋回流出圧と、アキュムレータ圧センサの出力であるアキュムレータ圧とに応じて再生弁２２Ｇの開度を調整する。そして、上部旋回体３の旋回を停止させるための所望の制動トルクを発生できるように旋回流出圧を制御する。本実施例では、コントローラ３０は、旋回流出圧がリリーフ弁２２Ｌのリリーフ圧又はクラッキング圧より僅かに低い圧力（以下、「旋回制動目標圧」とする。）となるように、再生弁２２Ｇの前後でその旋回制動目標圧とアキュムレータ圧との差だけ差圧を発生させる。なお、旋回制動目標圧は内部メモリ等に予め登録されていてもよく、各種センサの出力に基づいてその都度算出されてもよい。
具体的には、コントローラ３０は、旋回制動目標圧とアキュムレータ圧との差が大きいほど、すなわちアキュムレータ圧が低いほど再生弁２２Ｇの開度を小さくし、旋回制動目標圧とアキュムレータ圧との差が小さいほど、すなわちアキュムレータ圧が高いほど再生弁２２Ｇの開度を大きくする。なお、アキュムレータ圧が旋回制動目標圧より大きい場合には、コントローラ３０は、再生弁２２Ｇを閉じることでポート２１Ｌ側の作動油をリリーフ弁２２Ｌから作動油タンクＴに排出してもよい。
また、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積とアキュムレータ圧とからポンプ・モータ１４Ａが発生させるエンジンアシストトルクを算出する。ポンプ・モータ１４Ａの押退容積は、例えば斜板傾転角センサ（図示せず。）の出力から導き出される。そして、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値となるようにポンプ・モータ１４Ａの押退容積、すなわち斜板傾転角を調整する。なお、アシストトルク目標値は内部メモリ等に予め登録されていてもよく、各種センサの出力に基づいてその都度算出されてもよい。
具体的には、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値より小さい場合に斜板傾転角を大きくして押退容積を大きくする。エンジンアシストトルクをアシストトルク目標値に近づけるためである。押退容積が大きくなるとポンプ・モータ１４Ａに流入する作動油の流量が増大するため、アキュムレータ８０に流入する作動油の流量が減少する。また、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値より大きい場合に斜板傾転角を小さくして押退容積を小さくする。エンジンアシストトルクをアシストトルク目標値以下に抑えるためである。押退容積が小さくなるとポンプ・モータ１４Ａに流入する作動油の流量が減少するため、アキュムレータ８０に流入する作動油の流量が増大する。なお、アキュムレータ８０は、内部に蓄積した作動油の体積が増大するにつれてアキュムレータ圧を増大させ、旋回制動目標圧とアキュムレータ圧との差を減少させる。そして、旋回制動目標圧とアキュムレータ圧との差が減少した場合、コントローラ３０は、再生弁２２Ｇの開度を大きくして旋回流出圧が旋回制動目標圧で維持されるようにする。所望の制動トルクを維持するためである。
この場合、制動トルクTBは以下の式（１）で表される。なお、Dmは旋回用油圧モータ２１の押退容積（モータ容積）、Pmは旋回流出圧を表す。
また、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油の流量（以下、「旋回流出流量」とする。）Qmは以下の式（２）で表される。
また、旋回流出流量Qmは、再生弁２２Ｇを流れる作動油の流量でもあるため、以下の式（３）でも表される。なお、cmaは流量係数、Amaは再生弁２２Ｇの開口面積、Paccはアキュムレータ圧、ρは作動油の密度を表す。
そして、油圧システムは可制御であるため、再生弁２２Ｇの開口制御により油圧システムの状態を任意に変更できる。そのため、本実施例では、コントローラ３０は、旋回流出圧Pmが所望の旋回制動目標圧となるように再生弁２２Ｇの開口面積Amaを調整する。以下では、この調整を「旋回流出圧フィードバック制御」とする。
また、切替弁８２を第１位置にしてアキュムレータ８０とポンプ・モータ１４Ａの上流側との間を連通させると、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油の一部又は全部がポンプ・モータ１４Ａの上流側に流れ込む。このときの作動油流量のつり合い式は以下の式（４）で表される。なお、Qaccはアキュムレータ８０に流れ込む流量を表し、QP3はポンプ・モータ１４Ａに流れ込む流量を表す。
なお、ポンプ・モータ１４Ａに流れ込む流量QP3は、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積VP3とエンジン回転数ωeを用いて以下の式（５）で表される。
そして、上述の通り、油圧システムは可制御であるため、再生弁２２Ｇの開口制御、及び、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積制御により油圧システムの状態を任意に変更できる。そのため、本実施例では、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクTP3が所望のアシストトルク目標値となるようにポンプ・モータ１４Ａの押退容積VP3を調整する。以下では、この調整を「エンジンアシストトルクフィードバック制御」とする。
このように、コントローラ３０は、旋回流出圧フィードバック制御とエンジンアシストトルクフィードバック制御を同時に且つ独立に実行して旋回流出圧及びエンジンアシストトルクを所望の値に制御できる。
なお、このときにポンプ・モータ１４Ａに流れ込む流量QP3によってポンプ・モータ１４Ａが発生させるエンジンアシストトルクTP3は以下の式（６）で表される。
一方で、ポンプ・モータ１４Ａが生成可能なエンジンアシストトルクTP3の許容最大値はそのときのエンジン１１の負荷によって決まる。そのため、コントローラ３０は、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油の全部をポンプ・モータ１４Ａに送り込むことができない場合がある。この場合、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油のうちポンプ・モータ１４Ａに送り込むことができない作動油はアキュムレータ８０に蓄積される。アキュムレータ圧Paccは作動油が蓄積されるにつれて上昇し、旋回制動目標圧との差圧は小さくなる。コントローラ３０は、この差圧の減少に応じて再生弁２２Ｇの開度を大きくし、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油の圧力が旋回制動目標圧に維持されるようにする。
このように、コントローラ３０は、旋回減速中に旋回用油圧モータ２１から流出する作動油の一部をアキュムレータ８０に蓄積し、残りの部分をアキュムレータ８０に蓄積することなく直接的にポンプ・モータ１４Ａの上流側に送ることができる。そして、所望のエンジンアシストトルクを発生させ、例えばエンジン１１の引き摺りトルクを軽減させて省エネルギ化を図ることができる。また、コントローラ３０は、アキュムレータ８０に一旦蓄積した後でポンプ・モータ１４Ａの上流側に放出する場合に比べ、上部旋回体３の慣性エネルギをより効率的に利用でき、省エネルギ化を促進できる。
次に、図２３を参照し、アシストトルク目標値TTgt、旋回制動目標圧PTgt、及び、旋回流入流量Qswgに応じてアキュムレータ圧Paccが決まるまでの制御の流れについて説明する。旋回流入流量Qswgは、コントロールバルブ１７から旋回用油圧モータ２１に流入する作動油の流量を表す。また、図２３は、油圧システムの制御の流れを示す制御ブロック線図であり、旋回用油圧モータ２１を減速させる場合を一例として説明する。
図２３は、アキュムレータ８０に流れ込む流量（ポンプ・モータ１４Ａに流れ込む流量QP3を含む。）Qacc1と、旋回用油圧モータ２１内を循環する流量Qcirと、リリーフ弁２２Ｌ、２２Ｒを通じて排出される流量Qrfとが旋回流入流量Qswgから差し引かれて旋回流出流量Qmが得られることを示す。その上で、図２３は、旋回流出流量Qmから旋回流出圧Pmが導き出されることを示す。
具体的には、図２３は、演算要素Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３のそれぞれで、流量Qacc1、流量Qcir、流量Qrfが旋回流入流量Qswgから差し引かれて旋回流出流量Qmが導き出される様子を表す。また、旋回流出流量Qmが圧縮ボリュームを表す演算要素Ｅ４を介して旋回流出圧Pmに変換される様子を表す。なお、演算要素Ｅ４において、K、Dm、sはそれぞれ、体積弾性率、旋回用油圧モータ２１の押退容積、ラプラス演算子を表す。
また、図２３は、リリーフ弁２２Ｌ、２２Ｒを表す演算要素Ｅ５を介して旋回流出圧Pmが流量Qrfに変換される様子を表し、演算要素Ｅ６〜Ｅ１０を介して旋回流出圧Pmが流量Qcirに変換される様子を表す。具体的には、旋回用油圧モータ２１の受圧面積ASWを表す演算要素Ｅ６を介して旋回流出圧PmがトルクTSW1に変換され、演算要素Ｅ７においてトルクTSW1から抵抗トルクTRを差し引いて制動トルクTBが導き出され、さらに、旋回用油圧モータ２１の慣性を表す演算要素Ｅ８を介して制動トルクTBが旋回用油圧モータ２１の角速度ωに変換される様子を表す。なお、演算要素Ｅ８のJ、sはそれぞれ慣性モーメント、ラプラス演算子を表す。また、旋回用油圧モータ２１内の作動油の粘性抵抗BSWを表す演算要素Ｅ９を介して角速度ωが抵抗トルクTRに変換され、旋回用油圧モータ２１の受圧面積ASWを表す演算要素Ｅ１０を介して角速度ωが流量Qcirに変換される様子を表す。
また、コントローラ３０は、内部メモリ等に予め設定された旋回制動目標圧PTgtを読み出し、旋回流出圧Pmが旋回制動目標圧PTgtとなるように再生弁２２Ｇの開度を調整する。
図２３は、演算要素Ｅ１１において旋回制動目標圧PTgtと旋回流出圧Pmの偏差が算出され、演算要素（ＰＩ制御部）Ｅ１２に偏差が入力される様子を表す。また、演算要素Ｅ１３及びＥ１４を介して旋回流出圧Pmが流量Qacc1に変換される様子を表す。なお、流量Qacc1は、ポンプ・モータ１４Ａに流れ込む流量QP3がゼロのときにアキュムレータ８０に流れ込む流量に相当する。また、演算要素Ｅ１４におけるCma、Ama、ΔP、ρはそれぞれ、流量係数、再生弁２２Ｇの開口面積、再生弁２２Ｇの前後の差圧（Pm-Pacc）、流体密度を表す。
具体的には、演算要素Ｅ１３において旋回流出圧Pmと圧力Paccの差が導き出され、さらに、再生弁２２Ｇの絞りを表す演算要素Ｅ１４を介してその差が流量Qacc1に変換される様子を表す。
また、コントローラ３０は、各種センサの出力に基づいてアシストトルク目標値TTgtを導き出す。そして、ポンプ・モータ１４Ａが発生させるエンジンアシストトルクTP3がアシストトルク目標値TTgtとなるようにポンプ・モータ１４Ａの押退容積VP3を調整する。
図２３は、演算要素Ｅ１５及びＥ１６を介してアシストトルク目標値TTgtが流量QP3に変換される様子を表す。具体的には、演算要素Ｅ１５においてアシストトルク目標値TTgtをアキュムレータ圧Paccで除算してポンプ・モータ１４Ａの押退容積VP3が導き出され、さらに、ポンプ・モータ１４Ａの１次遅れを表す演算要素Ｅ１６を介して押退容積VP3がポンプ・モータ１４Ａに流れ込む流量QP3に変換される様子を表す。なお、演算要素Ｅ１６におけるKQ、T、sはそれぞれ比例ゲイン、時定数、ラプラス演算子を表す。
また、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積VP3が変化すると流量Qaccが変化する。その結果、アキュムレータ圧Pacc、流量Qacc1、旋回流出圧Pmも変化し、そのままでは旋回用油圧モータ２１の制動トルクも変化してしまう。そこで、コントローラ３０は、旋回流出圧Pmが所望の圧力となるように再生弁２２Ｇの開口面積Ａｍａを調整する。
図２３は、演算要素Ｅ１７〜Ｅ２１を介して流量Qacc1がアキュムレータ圧Paccに変換される様子を表す。具体的には、演算要素Ｅ１７において流量Qacc1から流量QP3及び流量Qgが差し引かれて流量Qaccが算出される様子を表す。なお、流量Qgは、アキュムレータ８０内の窒素ガスの体積変化によって生じる流量を表す。
また、図２３は、アキュムレータ８０内の作動油を表す演算要素Ｅ１８を介して流量Qaccが圧力変化率ΔPaccに変換される様子を表す。なお、演算要素Ｅ１８におけるK、Vbはそれぞれ、体積弾性率、アキュムレータ８０内の作動油の体積を表す。
また、図２３は、アキュムレータ８０内の窒素ガスを表す演算要素Ｅ１９を介して圧力変化率ΔPaccが流量Qgに変換される様子を表す。なお、演算要素Ｅ１９におけるκ、Vg、Pg(=Pacc)はそれぞれ、比熱比、窒素ガス体積、窒素ガス圧力を表す。
また、図２３は、演算要素Ｅ２０で流量Qacc1が積分されて体積Vacc1に変換され、その体積Vacc1が演算要素Ｅ１８及び演算要素Ｅ１９のそれぞれの調整に用いられる様子を表す。また、演算要素Ｅ１９の調整には、アキュムレータ圧Paccが追加的に用いられる様子を表す。また、図２３は、演算要素Ｅ２１で圧力変化率ΔPaccが積分されてアキュムレータ圧Paccに変換される様子を表す。
次に、図２４を参照し、コントローラ３０が、旋回減速中に、所望の制動トルクを発生させるために再生弁２２Ｇの開度を調整し、且つ、所望のエンジンアシストトルクを発生させるためにポンプ・モータ１４Ａの押退容積を調整する処理（以下、「旋回減速処理」とする。）について説明する。なお、図２４は、旋回減速処理の流れを示すフローチャートであり、コントローラ３０は、所定の制御周期で繰り返しこの旋回減速処理を実行する。
最初に、コントローラ３０は、旋回減速中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。本実施例では、コントローラ３０は、旋回操作レバーに対応する操作圧センサの出力に基づいて旋回減速中であるか否かを判定する。
旋回減速中であると判定した場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、旋回流出圧及びアキュムレータ圧を取得する（ステップＳ２）。本実施例では、コントローラ３０は、旋回圧センサの出力に基づいて旋回流出圧を取得し、且つ、アキュムレータ圧センサの出力に基づいてアキュムレータ圧を取得する。
そして、コントローラ３０は、再生弁２２Ｇの開度、及び、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を決定する（ステップＳ３）。本実施例では、コントローラ３０は、旋回流出圧と旋回制動目標圧とが一致するよう、アキュムレータ圧と旋回制動目標圧との間の差圧に基づいて再生弁２２Ｇの開度を決定する。また、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａが発生させるエンジンアシストトルクとアシストトルク目標値とが一致するよう、アキュムレータ圧とアシストトルク目標値とに基づいてポンプ・モータ１４Ａの押退容積を決定する。
また、コントローラ３０は、旋回流出圧が旋回制動目標圧から乖離したか否かを判定する（ステップＳ４）。そして、旋回流出圧が旋回制動目標圧から乖離したと判定した場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、コントローラ３０は、再生弁２２Ｇの開度を調整する（ステップＳ５）。
本実施例では、コントローラ３０は、旋回流出圧フィードバック制御により、旋回圧センサの出力である旋回流出圧が旋回制動目標圧を上回った場合に再生弁２２Ｇの開度を大きくし、旋回流出圧が旋回制動目標圧を下回った場合に再生弁２２Ｇの開度を小さくする。
また、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値から乖離したか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値から乖離したと判定した場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を調整する（ステップＳ７）。
本実施例では、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクフィードバック制御により、アキュムレータ圧とポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角とに基づいてエンジンアシストトルクを算出する。そして、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値を上回った場合にポンプ・モータ１４Ａの押退容積を小さくし、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値を下回った場合にポンプ・モータ１４Ａの押退容積を大きくする。
このようにして、コントローラ３０は、旋回流出圧及びアキュムレータ圧を監視しながら、再生弁２２Ｇの開度及びポンプ・モータ１４Ａの押退容積を調整することで、所望の制動トルクと所望のエンジンアシストトルクとが維持されるようにする。
また、コントローラ３０は、所望のエンジンアシストトルクが維持されるようにすることで、エンジンアシストトルクを過度に増大させてエンジン１１に悪影響を及ぼしてしまうことを防止できる。
次に、図２５を参照し、エンジン１１のアシスト及びアキュムレータ８０の蓄圧を伴う旋回減速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態の別の一例を説明する。なお、図２５は、エンジン１１のアシスト及びアキュムレータ８０の蓄圧を伴う旋回減速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態の別の一例を示す。また、図２５の黒色の太点線は、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油の流れを表し、黒色の一点鎖線矢印は、エンジンアシストトルクが変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられる様子を表す。また、図２５は、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｌが吐出ポートとなる場合を一例として示すが、以下の説明は、ポート２１Ｒが吐出ポートとなる場合についても同様に適用される。
図２５の状態は、切替弁６０が第１位置と第２位置との間の中間位置にあり、且つ、切替弁８２が第２位置にある点で図２２の状態と相違するがその他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。
コントローラ３０は、旋回減速動作が行われたと判断すると、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇを開いて旋回用油圧モータ２１の吐出ポート２１Ｌ側の作動油を切替弁６０に向けて流出させる。また、コントローラ３０は、切替弁６０を中間位置にし、黒色の太点線で示すように、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油を分流させてアキュムレータ８０及びポンプ・モータ１４Ａのそれぞれに同じ圧力で流入させる。
また、コントローラ３０は、旋回圧センサの出力である旋回流出圧と、アキュムレータ圧センサの出力であるアキュムレータ圧とに応じて再生弁２２Ｇの開度を調整する。そして、上部旋回体３の旋回を停止させるための所望の制動トルクを発生できるように旋回流出圧を制御する。
また、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積とアキュムレータ圧とからポンプ・モータ１４Ａが発生させるエンジンアシストトルクを算出する。ポンプ・モータ１４Ａの押退容積は、例えば斜板傾転角センサの出力から導き出される。そして、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値となるようにポンプ・モータ１４Ａの押退容積、すなわち斜板傾転角を調整する。
このように、コントローラ３０は、図２５に示す油圧回路の状態を用いることで、図２２に示す油圧回路の状態を用いた場合と同様の効果を実現できる。
次に、図２６を参照し、エンジン１１のアシスト及びアキュムレータ８０の蓄圧を伴う旋回減速動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を説明する。なお、図２６は、エンジン１１のアシスト及びアキュムレータ８０の蓄圧を伴う旋回減速動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。また、図２６の黒色の太点線は、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油の流れを表し、黒色の一点鎖線矢印は、エンジンアシストトルクが変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられる様子を表す。また、図２６は、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｌが吐出ポートとなる場合を一例として示すが、以下の説明は、ポート２１Ｒが吐出ポートとなる場合についても同様に適用される。
旋回減速動作が行われると、流量制御弁１７０は、旋回操作レバーの操作量が減少してパイロット圧が減少するため、図２６に示すように中立位置に移動する。その結果、第１ポンプ１４Ｌ及びポンプ・モータ１４Ａの少なくとも１つから旋回用油圧モータ２１に流入する作動油は遮断される。
そして、コントローラ３０は、旋回減速動作が行われたと判断すると、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇを開いて旋回用油圧モータ２１の吐出ポート２１Ｌ側の作動油をアキュムレータ８０に向けて流出させる。また、コントローラ３０は、切替弁８２を第１位置にしてアキュムレータ８０とポンプ・モータ１４Ａとの間を連通させ、黒色の太点線で示すように、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａにも流入させる。その結果、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油は、同じ圧力でアキュムレータ８０及びポンプ・モータ１４Ａのそれぞれに流入する。
また、コントローラ３０は、旋回圧センサの出力である旋回流出圧と、アキュムレータ圧センサの出力であるアキュムレータ圧とに応じて再生弁２２Ｇの開度を調整する。そして、上部旋回体３の旋回を停止させるための所望の制動トルクを発生できるように旋回流出圧を制御する。
また、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積とアキュムレータ圧とからポンプ・モータ１４Ａが発生させるエンジンアシストトルクを算出する。ポンプ・モータ１４Ａの押退容積は、例えば斜板傾転角センサの出力から導き出される。そして、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値となるようにポンプ・モータ１４Ａの押退容積、すなわち斜板傾転角を調整する。
このように、コントローラ３０は、図２６に示す油圧回路の状態を用いることで、図２２に示す油圧回路の状態を用いた場合と同様の効果を実現できる。

［エンジンのアシスト及びアキュムレータの蓄圧を伴う旋回加速動作］
次に、図２７を参照し、エンジン１１のアシスト及びアキュムレータ８０の蓄圧を伴う旋回加速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を説明する。なお、図２７は、エンジン１１のアシスト及びアキュムレータ８０の蓄圧を伴う旋回加速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。また、図２７の黒色の太実線は第１ポンプ１４Ｌから旋回用油圧モータ２１への作動油の流れを表し、黒色の太点線は分岐点Ｂ１からアキュムレータ８０及びポンプ・モータ１４Ａへの作動油の流れを表し、黒色の一点鎖線矢印はエンジンアシストトルクが変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられる様子を表す。また、図２７は、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｒが吸入ポートとなる場合を一例として示すが、以下の説明は、ポート２１Ｌが吸入ポートとなる場合についても同様に適用される。
旋回加速動作は、上部旋回体３の旋回速度を増大させる動作である。本実施例では、旋回加速動作は、例えば旋回操作レバーがフルレバーで操作されると実行される。具体的には、第１ポンプ１４Ｌが吐出した作動油の一部をリリーフ弁２２Ｒから作動油タンクＴに向けて流出させながら、第１ポンプ１４Ｌが吐出した作動油の残りの部分を旋回用油圧モータ２１の吸入ポート２１Ｒに流入させて旋回用油圧モータ２１を回転させる。しかしながら、作動油の一部をリリーフ弁２２Ｒから作動油タンクＴに向けて流出させることは大きな油圧エネルギを有する作動油をそのまま作動油タンクＴに戻してしまうという点で非効率である。そこで、コントローラ３０は、リリーフ弁２２Ｒから作動油タンクＴに向けて流出させていた作動油をアキュムレータ８０に蓄積し、且つ／或いは、ポンプ・モータ１４Ａに供給することで油圧エネルギの有効利用を図る。
旋回加速動作が行われると、流量制御弁１７０は、図２７に示すように右位置に切り替わる。その結果、第１ポンプ１４Ｌが吐出する作動油は旋回用油圧モータ２１の吸入ポート２１Ｒに流入する。
そして、コントローラ３０は、旋回加速動作が行われたと判断すると、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇを開いて旋回用油圧モータ２１の吸入ポート２１Ｒ側の作動油を切替弁６０に向けて流出させる。また、コントローラ３０は、切替弁６０を第２位置にし、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇから流出する作動油をアキュムレータ８０に流入させる。さらに、コントローラ３０は、切替弁８２を第１位置にしてアキュムレータ８０とポンプ・モータ１４Ａとの間を連通させ、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇから流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａにも流入させる。その結果、再生弁２２Ｇから流出する作動油は、同じ圧力でアキュムレータ８０及びポンプ・モータ１４Ａのそれぞれに流入する。
また、コントローラ３０は、旋回圧センサの出力である旋回流入圧と、アキュムレータ圧センサの出力であるアキュムレータ圧とに応じて再生弁２２Ｇの開度を調整する。そして、上部旋回体３の旋回を加速させるための所望の加速トルクを発生できるように旋回流入圧を制御する。本実施例では、コントローラ３０は、旋回流入圧がリリーフ弁２２Ｒのリリーフ圧又はクラッキング圧より僅かに低い圧力（以下、「旋回加速目標圧」とする。）となるように、再生弁２２Ｇの前後でその旋回加速目標圧とアキュムレータ圧との差だけ差圧を発生させる。なお、旋回加速目標圧は内部メモリ等に予め登録されていてもよく、各種センサの出力に基づいてその都度算出されてもよい。
具体的には、コントローラ３０は、旋回加速目標圧とアキュムレータ圧との差が大きいほど、すなわちアキュムレータ圧が低いほど再生弁２２Ｇの開度を小さくし、旋回加速目標圧とアキュムレータ圧との差が小さいほど、すなわちアキュムレータ圧が高いほど再生弁２２Ｇの開度を大きくする。なお、アキュムレータ圧が旋回加速目標圧より大きい場合には、コントローラ３０は、再生弁２２Ｇを閉じることでポート２１Ｒ側の作動油をリリーフ弁２２Ｒから作動油タンクＴに排出してもよい。
また、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積とアキュムレータ圧とからポンプ・モータ１４Ａが発生させるエンジンアシストトルクを算出する。ポンプ・モータ１４Ａの押退容積は、例えば斜板傾転角センサ（図示せず。）の出力から導き出される。そして、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値となるようにポンプ・モータ１４Ａの押退容積、すなわち斜板傾転角を調整する。なお、アシストトルク目標値は内部メモリ等に予め登録されていてもよく、各種センサの出力に基づいてその都度算出されてもよい。
具体的には、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値より小さい場合に斜板傾転角を大きくして押退容積を大きくする。押退容積が大きくなるとポンプ・モータ１４Ａに流入する作動油の流量が増大するため、アキュムレータ８０に流入する作動油の流量が減少する。また、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値より大きい場合に斜板傾転角を小さくして押退容積を小さくする。押退容積が小さくなるとポンプ・モータ１４Ａに流入する作動油の流量が減少するため、アキュムレータ８０に流入する作動油の流量が増大する。なお、アキュムレータ８０は、内部に蓄積した作動油の体積が増大するにつれてアキュムレータ圧を増大させ、旋回加速目標圧とアキュムレータ圧との差を減少させる。そして、旋回加速目標圧とアキュムレータ圧との差が減少した場合、コントローラ３０は、再生弁２２Ｇの開度を大きくして旋回流入圧が旋回加速目標圧で維持されるようにする。所望の加速トルクを維持するためである。
この場合、加速トルクTAは以下の式（７）で表される。なお、Dmは旋回用油圧モータ２１の押退容積（モータ容積）、Pmは旋回流入圧を表す。
また、再生弁２２Ｇを流れる作動油の流量Qmは以下の式（８）で表される。なお、QPは第１ポンプ１４Ｌの吐出量、Qswgは旋回流入流量を表す。
また、再生弁２２Ｇを流れる作動油の流量Qmは以下の式（９）でも表される。なお、式（９）は上述の式（３）と同じであり、cmaは流量係数、Amaは再生弁２２Ｇの開口面積、Paccはアキュムレータ圧、ρは作動油の密度を表す。
そして、油圧システムは可制御であるため、再生弁２２Ｇの開口制御により油圧システムの状態を任意に変更できる。そのため、本実施例では、コントローラ３０は、旋回流入圧Pmが所望の旋回加速目標圧となるように再生弁２２Ｇの開口面積Amaを調整する。以下では、この調整を「旋回流入圧フィードバック制御」とする。
また、切替弁８２を第１位置にしてアキュムレータ８０とポンプ・モータ１４Ａの上流側との間を連通させると、旋回用油圧モータ２１から流出する作動油の一部又は全部がポンプ・モータ１４Ａの上流側に流れ込む。
そして、上述の通り、油圧システムは可制御であるため、再生弁２２Ｇの開口制御、及び、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積制御により油圧システムの状態を任意に変更できる。そのため、本実施例では、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクTP3が所望のアシストトルク目標値となるようにポンプ・モータ１４Ａの押退容積VP3を調整する。以下では、この調整を「エンジンアシストトルクフィードバック制御」とする。
このように、コントローラ３０は、旋回流入圧フィードバック制御とエンジンアシストトルクフィードバック制御を同時に且つ独立に実行して旋回流入圧及びエンジンアシストトルクを所望の値に制御できる。
また、コントローラ３０は、旋回加速中に再生弁２２Ｇから流出する作動油の一部をアキュムレータ８０に蓄積し、残りの部分をアキュムレータ８０に蓄積することなく直接的にポンプ・モータ１４Ａの上流側に送ることができる。そして、所望のエンジンアシストトルクを発生させ、例えばエンジン１１をアシストして省エネルギ化を図ることができる。また、コントローラ３０は、アキュムレータ８０に作動油を一旦蓄積した後でポンプ・モータ１４Ａの上流側に放出する場合に比べ、上部旋回体３の慣性エネルギをより効率的に利用でき、省エネルギ化を促進できる。
なお、旋回加速動作中の油圧システムの制御の流れは、図２３に示す旋回減速動作中の油圧システムの制御の流れと同様である。
次に、図２８を参照し、コントローラ３０が、旋回加速中に、所望の加速トルクを発生させるために再生弁２２Ｇの開度を調整し、且つ、所望のエンジンアシストトルクを発生させるためにポンプ・モータ１４Ａの押退容積を調整する処理（以下、「旋回加速処理」とする。）について説明する。なお、図２８は、旋回加速処理の流れを示すフローチャートであり、コントローラ３０は、所定の制御周期で繰り返しこの旋回加速処理を実行する。
最初に、コントローラ３０は、旋回加速中であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。本実施例では、コントローラ３０は、旋回操作レバーに対応する操作圧センサの出力に基づいて旋回加速中であるか否かを判定する。
旋回加速中であると判定した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、旋回流入圧及びアキュムレータ圧を取得する（ステップＳ１２）。本実施例では、コントローラ３０は、旋回圧センサの出力に基づいて旋回流入圧を取得し、且つ、アキュムレータ圧センサの出力に基づいてアキュムレータ圧を取得する。
そして、コントローラ３０は、再生弁２２Ｇの開度、及び、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を決定する（ステップＳ１３）。本実施例では、コントローラ３０は、旋回流入圧と旋回加速目標圧とが一致するよう、アキュムレータ圧と旋回加速目標圧との間の差圧に基づいて再生弁２２Ｇの開度を決定する。また、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａが発生させるエンジンアシストトルクとアシストトルク目標値とが一致するよう、アキュムレータ圧とアシストトルク目標値とに基づいてポンプ・モータ１４Ａの押退容積を決定する。
また、コントローラ３０は、旋回流入圧が旋回加速目標圧から乖離したか否かを判定する（ステップＳ１４）。そして、旋回流入圧が旋回加速目標圧から乖離したと判定した場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、コントローラ３０は、再生弁２２Ｇの開度を調整する（ステップＳ１５）。
本実施例では、コントローラ３０は、旋回流入圧フィードバック制御により、旋回圧センサの出力である旋回流入圧が旋回加速目標圧を上回った場合に再生弁２２Ｇの開度を大きくし、旋回流入圧が旋回加速目標圧を下回った場合に再生弁２２Ｇの開度を小さくする。
また、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値から乖離したか否かを判定する（ステップＳ１６）。そして、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値から乖離したと判定した場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積を調整する（ステップＳ１７）。
本実施例では、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクフィードバック制御により、アキュムレータ圧とポンプ・モータ１４Ａの斜板傾転角とに基づいてエンジンアシストトルクを算出する。そして、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値を上回った場合にポンプ・モータ１４Ａの押退容積を小さくし、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値を下回った場合にポンプ・モータ１４Ａの押退容積を大きくする。
このようにして、コントローラ３０は、旋回流入圧及びアキュムレータ圧を監視しながら、再生弁２２Ｇの開度及びポンプ・モータ１４Ａの押退容積を調整することで、所望の加速トルクと所望のエンジンアシストトルクとが維持されるようにする。また、コントローラ３０は、旋回加速中に第１ポンプ１４Ｌが吐出する作動油の一部をリリーフ弁２２Ｌ、２２Ｒを通じて排出する代わりにアキュムレータ８０に蓄積し、且つ／或いは、ポンプ・モータ１４Ａに供給することができる。その結果、コントローラ３０は、油圧エネルギの有効利用を図ることができる。
次に、図２９を参照し、エンジン１１のアシスト及びアキュムレータ８０の蓄圧を伴う旋回加速動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を説明する。なお、図２９は、エンジン１１のアシスト及びアキュムレータ８０の蓄圧を伴う旋回加速動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。また、図２９の黒色の太実線は第１ポンプ１４Ｌから旋回用油圧モータ２１への作動油の流れを表し、黒色の太点線は分岐点Ｂ１からアキュムレータ８０及びポンプ・モータ１４Ａへの作動油の流れを表し、黒色の一点鎖線矢印はエンジンアシストトルクが変速機１３を介してエンジン１１の回転軸に伝えられる様子を表す。また、図２９は、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｒが吸入ポートとなる場合を一例として示すが、以下の説明は、ポート２１Ｌが吸入ポートとなる場合についても同様に適用される。
旋回加速動作が行われると、図２９に示すように、可変ロードチェック弁５０は左位置に切り替わり、流量制御弁１７０は右位置に切り替わる。その結果、第１ポンプ１４Ｌが吐出する作動油は旋回用油圧モータ２１の吸入ポート２１Ｒに流入する。
そして、コントローラ３０は、旋回加速動作が行われたと判断すると、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇを開いて旋回用油圧モータ２１の吸入ポート２１Ｒ側の作動油をアキュムレータ８０に向けて流出させる。また、コントローラ３０は、切替弁８２を第１位置にしてアキュムレータ８０とポンプ・モータ１４Ａとの間を連通させ、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇから流出する作動油をポンプ・モータ１４Ａにも流入させる。その結果、再生弁２２Ｇから流出する作動油は、同じ圧力でアキュムレータ８０及びポンプ・モータ１４Ａのそれぞれに流入する。
また、コントローラ３０は、旋回圧センサの出力である旋回流入圧と、アキュムレータ圧センサの出力であるアキュムレータ圧とに応じて再生弁２２Ｇの開度を調整する。そして、上部旋回体３の旋回を加速させるための所望の加速トルクを発生できるように旋回流入圧を制御する。
また、コントローラ３０は、ポンプ・モータ１４Ａの押退容積とアキュムレータ圧とからポンプ・モータ１４Ａが発生させるエンジンアシストトルクを算出する。ポンプ・モータ１４Ａの押退容積は、例えば斜板傾転角センサの出力から導き出される。そして、コントローラ３０は、エンジンアシストトルクがアシストトルク目標値となるようにポンプ・モータ１４Ａの押退容積、すなわち斜板傾転角を調整する。
このように、コントローラ３０は、図２９に示す油圧回路の状態を用いることで、図２８に示す油圧回路の状態を用いた場合と同様の効果を実現できる。

［アキュムレータの蓄圧のみを伴う旋回加速動作］
次に、図３０を参照し、アキュムレータ８０の蓄圧のみを伴う旋回加速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を説明する。なお、図３０は、アキュムレータ８０の蓄圧のみを伴う旋回加速動作が行われる場合における図２の油圧回路の状態を示す。また、図３０の黒色の太実線は第１ポンプ１４Ｌから旋回用油圧モータ２１への作動油の流れを表し、黒色の太点線は分岐点Ｂ１からアキュムレータ８０への作動油の流れを表す。また、図３０は、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｒが吸入ポートとなる場合を一例として示すが、以下の説明は、ポート２１Ｌが吸入ポートとなる場合についても同様に適用される。また、図３０の油圧回路で実行される旋回加速処理は、所望のエンジンアシストトルクを発生させるためにポンプ・モータ１４Ａの押退容積を調整する工程を除き、図２８に示す旋回加速処理と同様である。また、旋回加速動作中の油圧システムの制御の流れは、図２３に示す旋回減速動作中の油圧システムの制御の流れと同様である。
旋回加速動作が行われると、流量制御弁１７０は、図３０に示すように右位置に切り替わる。その結果、第１ポンプ１４Ｌが吐出する作動油は旋回用油圧モータ２１の吸入ポート２１Ｒに流入する。
そして、コントローラ３０は、旋回加速動作が行われたと判断すると、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇを開いて旋回用油圧モータ２１の吸入ポート２１Ｒ側の作動油を切替弁６０に向けて流出させる。また、コントローラ３０は、切替弁６０を第２位置にし、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇから流出する作動油をアキュムレータ８０に流入させる。
また、コントローラ３０は、旋回圧センサの出力である旋回流入圧と、アキュムレータ圧センサの出力であるアキュムレータ圧とに応じて再生弁２２Ｇの開度を調整する。そして、上部旋回体３の旋回を加速させるための所望の加速トルクを発生できるように旋回流入圧を制御する。本実施例では、コントローラ３０は、旋回流入圧が旋回加速目標圧となるように、再生弁２２Ｇの前後でその旋回加速目標圧とアキュムレータ圧との差だけ差圧を発生させる。なお、旋回加速目標圧は内部メモリ等に予め登録されていてもよく、各種センサの出力に基づいてその都度算出されてもよい。
具体的には、コントローラ３０は、旋回加速目標圧とアキュムレータ圧との差が大きいほど、すなわちアキュムレータ圧が低いほど再生弁２２Ｇの開度を小さくし、旋回加速目標圧とアキュムレータ圧との差が小さいほど、すなわちアキュムレータ圧が高いほど再生弁２２Ｇの開度を大きくする。なお、アキュムレータ圧が旋回加速目標圧より大きい場合には、コントローラ３０は、再生弁２２Ｇを閉じることでポート２１Ｒ側の作動油をリリーフ弁２２Ｒから作動油タンクＴに排出してもよい。
なお、アキュムレータ８０は、内部に蓄積した作動油の体積が増大するにつれてアキュムレータ圧を増大させ、旋回加速目標圧とアキュムレータ圧との差を減少させる。そして、旋回加速目標圧とアキュムレータ圧との差が減少した場合、コントローラ３０は、再生弁２２Ｇの開度を大きくして旋回流入圧が旋回加速目標圧で維持されるようにする。所望の加速トルクを維持するためである。
このようにして、コントローラ３０は、旋回流入圧及びアキュムレータ圧を監視しながら、再生弁２２Ｇの開度を調整することで、所望の加速トルクが維持されるようにする。また、コントローラ３０は、旋回加速中に第１ポンプ１４Ｌが吐出する作動油の一部をリリーフ弁２２Ｌ、２２Ｒを通じて排出する代わりにアキュムレータ８０に蓄積することができる。その結果、コントローラ３０は、油圧エネルギの有効利用を図ることができる。
次に、図３１を参照し、アキュムレータ８０の蓄圧のみを伴う旋回加速動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を説明する。なお、図３１は、アキュムレータ８０の蓄圧のみを伴う旋回加速動作が行われる場合における図３の油圧回路の状態を示す。また、図３１の黒色の太実線は第１ポンプ１４Ｌから旋回用油圧モータ２１への作動油の流れを表し、黒色の太点線は分岐点Ｂ１からアキュムレータ８０への作動油の流れを表す。また、図３１は、旋回用油圧モータ２１のポート２１Ｒが吸入ポートとなる場合を一例として示すが、以下の説明は、ポート２１Ｌが吸入ポートとなる場合についても同様に適用される。
旋回加速動作が行われると、図３１に示すように、可変ロードチェック弁５０は左位置に切り替わり、流量制御弁１７０は右位置に切り替わる。その結果、第１ポンプ１４Ｌが吐出する作動油は旋回用油圧モータ２１の吸入ポート２１Ｒに流入する。
そして、コントローラ３０は、旋回加速動作が行われたと判断すると、黒色の太点線で示すように、再生弁２２Ｇを開いて旋回用油圧モータ２１の吸入ポート２１Ｒ側の作動油をアキュムレータ８０に向けて流出させる。
また、コントローラ３０は、旋回圧センサの出力である旋回流入圧と、アキュムレータ圧センサの出力であるアキュムレータ圧とに応じて再生弁２２Ｇの開度を調整する。そして、上部旋回体３の旋回を加速させるための所望の加速トルクを発生できるように旋回流入圧を制御する。
このように、コントローラ３０は、図３１に示す油圧回路の状態を用いることで、図３０に示す油圧回路の状態を用いた場合と同様の効果を実現できる。
なお、上述では、図２及び図３の油圧回路のそれぞれにおける１１種類の状態（掘削動作のときの４状態、排土動作のときの３状態、ブーム下げ旋回減速動作のときの１状態、旋回減速動作のときの１状態、及び、旋回加速動作のときの２状態）が説明された。コントローラ３０は、各油圧アクチュエータに対応する操作レバーの操作量、各油圧アクチュエータの負荷圧、アキュムレータ８０の蓄圧状態等に基づいて何れの状態を実現するかを決定する。
例えば、コントローラ３０は、掘削動作中にブームシリンダ７のロッド側油室で背圧を生成する必要がなく、且つ、アキュムレータ８０に十分な作動油が蓄圧されていると判断した場合に、アキュムレータアシストを伴う掘削動作が行われるようにしてもよい。
また、コントローラ３０は、掘削動作中にブームシリンダ７のロッド側油室で背圧を生成する必要があり、且つ、アームシリンダ８を迅速に動作させる必要があると判断した場合に、背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う掘削動作が行われるようにしてもよい。
また、コントローラ３０は、掘削動作中にブームシリンダ７のロッド側油室で背圧を生成する必要があり、且つ、アームシリンダ８を迅速に動作させる必要がないと判断した場合に、背圧回生によるエンジンのアシストを伴う掘削動作が行われるようにしてもよい。
また、コントローラ３０は、排土動作中にブームシリンダ７のボトム側油室で背圧を生成する必要があり、且つ、アームシリンダ８を迅速に動作させる必要があると判断した場合に、背圧回生による油圧アクチュエータのアシストを伴う排土動作が行われるようにしてもよい。
また、コントローラ３０は、排土動作中にブームシリンダ７のボトム側油室で背圧を生成する必要があり、アームシリンダ８を迅速に動作させる必要がなく、且つ、アキュムレータ８０に十分な作動油が蓄圧されていると判断した場合に、背圧回生によるエンジンのアシストを伴う排土動作が行われるようにしてもよい。
また、コントローラ３０は、排土動作中にブームシリンダ７のボトム側油室で背圧を生成する必要があり、アームシリンダ８を迅速に動作させる必要がなく、且つ、アキュムレータ８０に十分な作動油が蓄圧されていないと判断した場合に、背圧回生によるアキュムレータの蓄圧を伴う排土動作が行われるようにしてもよい。
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
例えば、上述の実施例において、油圧アクチュエータは、左側走行用油圧モータ（図示せず。）及び右側走行用油圧モータ（図示せず。）を含んでいてもよい。この場合、コントローラ３０は、走行減速時の油圧エネルギをアキュムレータ８０に蓄圧してもよい。また、旋回用油圧モータ２１は電動モータであってもよい。
また、上述の実施例に係るショベルは、エンジン１１をアシストする電動発電機（図示せず。）、電動発電機が発電した電力を蓄積し且つ電動発電機に電力を供給する蓄電器（図示せず。）、電動発電機の動きを制御するインバータ等を搭載していてもよい。
また、ポンプ・モータ１４Ａは、エンジン１１で駆動される代わりに、電動発電機で駆動されてもよい。この場合、ポンプ・モータ１４Ａは、油圧モータとして作動する場合、発生させた回転トルクで電動発電機を発電機として作動させ、発電電力を蓄電器に充電させてもよい。また、電動発電機は、蓄電器に充電された電力を利用して電動機として作動し、ポンプ・モータ１４Ａを油圧ポンプとして作動させてもよい。
また、本願は、２０１４年１０月６日に出願した日本国特許出願２０１４−２０５８３１号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
１・・・下部走行体 ２・・・旋回機構 ３・・・上部旋回体 ４・・・ブーム ５・・・アーム ６・・・バケット ７・・・ブームシリンダ ８・・・アームシリンダ ９・・・バケットシリンダ ７ａ、８ａ、９ａ・・・再生弁 ７ｂ、８ｂ・・・保持弁 １０・・・キャビン １１・・・エンジン １３・・・変速機 １４Ａ・・・ポンプ・モータ １４Ｌ・・・第１ポンプ １４Ｒ・・・第２ポンプ １４ａＬ、１４ａＲ・・・リリーフ弁 １７・・・コントロールバルブ ２１・・・旋回用油圧モータ ２１Ｌ、２１Ｒ・・・ポート ２２Ｌ、２２Ｒ・・・リリーフ弁 ２２Ｓ・・・シャトル弁 ２２Ｇ・・・再生弁 ２３Ｌ、２３Ｒ・・・チェック弁 ３０・・・コントローラ ５０、５１、５１Ａ、５１Ｂ、５２、５２Ａ、５２Ｂ、５３・・・可変ロードチェック弁 ５５・・・合流弁 ５６Ｌ、５６Ｒ・・・統一ブリードオフ弁 ６０、６１、６１Ａ、６２、６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６３、８１、８２、９０、９１、９２・・・切替弁 ７０ａ・・・リリーフ弁 ８０・・・アキュムレータ １７０、１７１、１７１Ａ、１７１Ｂ、１７２、１７２Ａ、１７２Ｂ、１７３・・・流量制御弁 Ｂ１・・・分岐点 Ｔ・・・作動油タンク

Claims (15)

  1. 複数の油圧ポンプを有するショベルであって、
    旋回用油圧モータと、
    旋回加速中に前記旋回用油圧モータの吸入ポート側から流出する作動油、又は、旋回減速中に前記旋回用油圧モータの吐出ポート側から流出する作動油を受けてエンジンアシストトルクを生成可能な油圧モータと、
    前記流出する作動油を蓄積可能なアキュムレータと、
    前記吸入ポート又は前記吐出ポートと前記油圧モータ及び前記アキュムレータとの間の連通・遮断を切り替える開度調整可能な開閉弁と、
    前記開閉弁を制御する制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、前記開閉弁の開度を調整して前記流出する作動油の圧力を所定の目標圧とし、且つ、前記流出する作動油を同じ圧力で前記油圧モータ及び前記アキュムレータのそれぞれに流入させる、
    ショベル。
  2. 前記流出する作動油を同じ圧力で前記油圧モータ及び前記アキュムレータのそれぞれに流入させる状態を選択的に実現する切替弁を有する、
    請求項１に記載のショベル。
  3. 前記切替弁は、前記油圧モータと前記アキュムレータとの間に配置される、
    請求項２に記載のショベル。
  4. 前記切替弁は、旋回減速中に、前記油圧モータと前記アキュムレータとの間を連通させ、前記開閉弁から流出する作動油を同じ圧力で前記油圧モータ及び前記アキュムレータのそれぞれに流入させる、
    請求項３に記載のショベル。
  5. 前記切替弁は、前記吐出ポートと前記油圧モータ及び前記アキュムレータのそれぞれとの間に配置される、
    請求項２に記載のショベル。
  6. 前記油圧モータは、可変容量型であり、前記エンジンアシストトルクが所定のアシストトルク目標値以下となるように押退容積が制御される、
    請求項１に記載のショベル。
  7. 前記油圧モータの押退容積は、前記エンジンアシストトルクと前記アシストトルク目標値とが一致するように、前記アキュムレータに蓄積される作動油の圧力と前記アシストトルク目標値とに基づいて決定される、
    請求項６に記載のショベル。
  8. 前記エンジンアシストトルクは、前記アキュムレータに蓄積される作動油の圧力と前記油圧モータの斜板傾転角とに基づいて算出される、
    請求項６に記載のショベル。
  9. 前記目標圧は、前記旋回用油圧モータのリリーフ弁のリリーフ圧又はクラッキング圧よりも低い、
    請求項１に記載のショベル。
  10. 前記制御装置は、旋回減速中に前記旋回用油圧モータの吐出ポート側から流出する作動油の圧力と前記目標圧とが一致するように、前記アキュムレータに蓄積される作動油の圧力と前記目標圧との差圧に基づいて前記開閉弁の開度を決定する、
    請求項１に記載のショベル。
  11. 旋回減速中に前記旋回用油圧モータの吐出ポート側から流出する作動油の圧力は、旋回圧センサによって検出され、
    前記アキュムレータに蓄積される作動油の圧力は、アキュムレータ圧センサによって検出される、
    請求項１０に記載のショベル。
  12. 前記制御装置は、旋回加速中に前記旋回用油圧モータの吸入ポート側から流出する作動油の圧力と前記目標圧とが一致するように、前記アキュムレータに蓄積される作動油の圧力と前記目標圧との差圧に基づいて前記開閉弁の開度を決定する、
    請求項１に記載のショベル。
  13. 旋回加速中に前記旋回用油圧モータの吸入ポート側から流出する作動油の圧力は、旋回圧センサによって検出され、
    前記アキュムレータに蓄積される作動油の圧力は、アキュムレータ圧センサによって検出される、
    請求項１２に記載のショベル。
  14. 前記制御装置は、前記アキュムレータに蓄積される作動油の圧力が前記目標圧より大きい場合、前記開閉弁を閉じて前記旋回用油圧モータの吸入ポート側の作動油をリリーフ弁から作動油タンクに排出する、
    請求項１に記載のショベル。
  15. 複数の油圧ポンプを有するショベルであって、
    旋回用油圧モータと、
    旋回加速中に前記旋回用油圧モータの吸入ポート側から流出する作動油、又は、旋回減速中に前記旋回用油圧モータの吐出ポート側から流出する作動油を蓄積可能なアキュムレータと、
    前記吸入ポート又は前記吐出ポートと前記アキュムレータとの間の連通・遮断を切り替える開度調整可能な開閉弁と、
    前記開閉弁を制御する制御装置と、を有し、
    前記制御装置は、前記開閉弁の開度を調整して前記流出する作動油の圧力を所定の目標圧とし、且つ、前記流出する作動油を前記アキュムレータに流入させる、
    ショベル。
JP2016553060A 2014-10-06 2015-09-30 ショベル Active JP6740132B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014205831 2014-10-06
JP2014205831 2014-10-06
PCT/JP2015/077730 WO2016056442A1 (ja) 2014-10-06 2015-09-30 ショベル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016056442A1 true JPWO2016056442A1 (ja) 2017-07-20
JP6740132B2 JP6740132B2 (ja) 2020-08-12

Family

ID=55653057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016553060A Active JP6740132B2 (ja) 2014-10-06 2015-09-30 ショベル

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10337538B2 (ja)
EP (1) EP3205780B1 (ja)
JP (1) JP6740132B2 (ja)
KR (1) KR102393674B1 (ja)
CN (1) CN106795707B (ja)
WO (1) WO2016056442A1 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103556669A (zh) * 2013-10-15 2014-02-05 徐州徐工挖掘机械有限公司 一种液压挖掘机回转能量回收控制装置
DE102016003390A1 (de) * 2015-10-23 2017-04-27 Liebherr France Sas Vorrichtung zur Rückgewinnung hydraulischer Energie bei einem Arbeitsgerät und ein entsprechendes Arbeitsgerät
EP3181763A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-21 Caterpillar Global Mining LLC Hydraulic clam actuator valve block
EP3604687A4 (en) * 2017-04-18 2020-06-17 Doosan Infracore Co., Ltd. CONSTRUCTION MACHINE
JP6953216B2 (ja) * 2017-07-25 2021-10-27 住友重機械工業株式会社 ショベル
CN110612371B (zh) * 2017-06-21 2022-06-24 住友重机械工业株式会社 挖土机
JP6676824B2 (ja) * 2017-09-29 2020-04-08 株式会社日立建機ティエラ 作業機械の油圧駆動装置
IT201800001114A1 (it) * 2018-01-16 2019-07-16 Cnh Ind Italia Spa Unita' di recupero di potenza idraulica
JP6646697B2 (ja) * 2018-03-05 2020-02-14 アイダエンジニアリング株式会社 クッションピン均圧化装置、クッションピン均圧化機能付きダイクッション装置及びクッションピン均圧化方法
CN111788355B (zh) * 2018-04-27 2022-08-26 沃尔沃建筑设备公司 用于作业机械的液压系统和控制液压系统的方法
CN108662949B (zh) * 2018-05-25 2019-11-15 太原理工大学 一种液电混合驱动的瞄准装置
CN108825575B (zh) * 2018-09-07 2023-07-21 三一汽车起重机械有限公司 一种智能分合流多路阀装置及工程机械
KR20210068326A (ko) * 2018-10-03 2021-06-09 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 쇼벨
JP7182579B2 (ja) * 2020-03-27 2022-12-02 日立建機株式会社 作業機械
JP7324370B2 (ja) * 2020-06-17 2023-08-09 日立建機株式会社 建設機械
WO2022201792A1 (ja) * 2021-03-24 2022-09-29 日立建機株式会社 作業機械
CN113187782B (zh) * 2021-05-07 2022-08-02 潍柴动力股份有限公司 一种闭式液压系统的控制方法、装置、设备及存储介质
WO2023074821A1 (ja) 2021-10-29 2023-05-04 住友建機株式会社 ショベル
CN117897538A (zh) 2021-10-29 2024-04-16 住友建机株式会社 挖土机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010048417A (ja) * 2008-08-21 2010-03-04 Volvo Construction Equipment Ab 建設機械用油圧システム
JP2010084888A (ja) * 2008-10-01 2010-04-15 Caterpillar Japan Ltd 油圧式作業機械の動力回生機構
JP2013151986A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Kyb Co Ltd 回路圧制御装置、この回路圧制御装置を用いた油圧制御回路及び建設機械の油圧制御回路

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998024987A1 (fr) * 1996-12-03 1998-06-11 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. Dispositif de commande destine a un engin de construction
JP2006177177A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の油圧駆動装置
JP5419572B2 (ja) 2009-07-10 2014-02-19 カヤバ工業株式会社 ハイブリッド建設機械の制御装置
JP5511425B2 (ja) * 2010-02-12 2014-06-04 カヤバ工業株式会社 ハイブリッド建設機械の制御装置
JP5323753B2 (ja) * 2010-03-26 2013-10-23 カヤバ工業株式会社 建設機械の制御装置
JP5355493B2 (ja) * 2010-05-14 2013-11-27 カヤバ工業株式会社 ハイブリッド建設機械
JP5424982B2 (ja) 2010-05-20 2014-02-26 カヤバ工業株式会社 ハイブリッド作業機械
US8726645B2 (en) 2010-12-15 2014-05-20 Caterpillar Inc. Hydraulic control system having energy recovery
CN103958788B (zh) * 2011-12-02 2016-07-06 沃尔沃建造设备有限公司 挖掘机的回转释放能再生装置
US10024341B2 (en) 2013-01-30 2018-07-17 Parker-Hannifin Corporation Hydraulic hybrid swing drive system for excavators
JP6112559B2 (ja) * 2013-11-06 2017-04-12 キャタピラー エス エー アール エル 流体圧回路および作業機械
US9618014B2 (en) * 2014-02-28 2017-04-11 Caterpillar Inc. Implement system having hydraulic start assist
KR102284285B1 (ko) * 2014-03-11 2021-07-30 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 쇼벨

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010048417A (ja) * 2008-08-21 2010-03-04 Volvo Construction Equipment Ab 建設機械用油圧システム
JP2010084888A (ja) * 2008-10-01 2010-04-15 Caterpillar Japan Ltd 油圧式作業機械の動力回生機構
JP2013151986A (ja) * 2012-01-25 2013-08-08 Kyb Co Ltd 回路圧制御装置、この回路圧制御装置を用いた油圧制御回路及び建設機械の油圧制御回路

Also Published As

Publication number Publication date
CN106795707A (zh) 2017-05-31
KR102393674B1 (ko) 2022-05-02
KR20170068471A (ko) 2017-06-19
WO2016056442A1 (ja) 2016-04-14
US10337538B2 (en) 2019-07-02
JP6740132B2 (ja) 2020-08-12
CN106795707B (zh) 2020-05-19
EP3205780A4 (en) 2017-11-15
US20170204887A1 (en) 2017-07-20
EP3205780A1 (en) 2017-08-16
EP3205780B1 (en) 2022-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016056442A1 (ja) ショベル
KR101973872B1 (ko) 작업 기계의 유압 구동 시스템
WO2015137329A1 (ja) ショベル
JP2019049321A (ja) 建設機械
JP6675871B2 (ja) ショベル
JP2015172400A (ja) ショベル
JP7095287B2 (ja) 旋回式油圧作業機械
JP2015197185A (ja) 作業機械の油圧制御装置
JP6580301B2 (ja) ショベル
JP2018145984A (ja) 建設機械の油圧駆動装置
CN111601933B (zh) 回转式液压工程机械
JP2015172396A (ja) ショベル
JP6675870B2 (ja) ショベル
JP2015172398A (ja) ショベル
JP2015172397A (ja) ショベル
JP6522386B2 (ja) ショベル
JP7268504B2 (ja) 油圧制御装置
JP2019094609A (ja) ショベル
JP2015172394A (ja) ショベル
JP2015172399A (ja) ショベル
JP2015172395A (ja) ショベル

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180918

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190326

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200507

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20200507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200722

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6740132

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150